城市污水处理工程项目可行研究报告 174页

'汪清县县城污水处理工程可行性研究报告总论1总论1.1项目背景1.1.1项目名称项目名称：汪清县县城污水处理工程。1.1.2项目地点及建设单位概况项目地点：汪清县西北部，汪清河铁路大桥下游北岸，汪牡公路的出口处。建设单位：汪清县绿洁环境卫生服务有限公司。汪清县绿洁环境卫生服务有限公司成立于2005年7月，注册地址为汪清县汪清镇汪清街655号，企业类型为有限责任公司，张长生为法人代表，注册资金为50万元人民币，其构成为：陈维顺出资人民币30万，陈占海出资20万。现有员工60人，其中10人为专业技术人员，主要经营为城市卫生、保洁、垃圾处理、污水处理。有能力承担大规模的城市建设相关工作。1.1.3规划期限本工程近期规划年限为2013年，远期规划年限为为2020年。1.1.4工程内容1、城市建设污水管网48.33km。2、建污水处理厂一座，设计总规模：5万m3/d。其中近期工程建设规模2.5万m3/d，污水处理厂出水达到GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级标准的B标准。1.1.5主要经济技术指标工程估算总投资为12984.29万元。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告总论财务评价成果表序号指标名称单位指标行业标准指标备注1总投资万元12984.29　　2污水销售价格元/吨2.7　　3营业收入万元2463.75　各年平均值4税金及附加万元　　各年平均值5投资利润率%5.90　　6投资利税率%　　7资本金利润率%13.16　　8国外借款偿还期（年）年　　包括建设期9国内借款偿还期（年）年12　包括建设期10利息备付率　1.711.00投产第一年11偿债备付率　1.651.00投产第一年12资产负债率（建设期初）%67.21　　13资产负债率（计算期末）%0.24　　14财务内部收益率%7.785.00%　15财务净现值万元3237.9　　16投资回收期年11.58　　17所得税前财务内部收益率%9.855.00%　18所得税前财务净现值万元5913.52　　19所得税前投资回收期年10.20　　20资本金财务内部收益率:%9.455.00%　21资本金财务净现值万元3152.45　　22盈亏平衡点%61.86　　23盈亏平衡点(以产量表示）万平米564.45　　1.1.1编制依据及主要资料169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告总论（1）《汪清县城市总体规划》说明书及附图；（2）《汪清县国民经济和社会发展第十个五年计划文件汇编》；（3）《汪清县城地形图》；（4）汪清县城排水现状及规划图；（5）《室外排水设计规范》GB50014-2006；（6）《室外给水设计规范》GB50013-2006；（7）《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008；1.1项目概况1.1.1地理位置汪清县位于吉林省东部，延边朝鲜族自治州的北部。地理坐标东经129°05′至130°56′，北纬43°06′至44°03′。东西长约152Km，南北宽约108Km，幅员9016Km2。东邻珲春市，南部与延吉市和图们市相邻；西部与敦化市交界，东北与黑龙江省的宁安、穆棱、东宁三县为邻，位于吉林省东部与黑龙江省联系的重要通道上。县城（汪清镇）据州府延吉88Km（公路里程）距省会长春542Km（铁路里程）。1.1.2城市性质汪清县政府在“十一五”规划中明确指出要“要坚持走新型工业化道路，以工立县”。汪清县拥有雄厚的资源，森林面积78.80万Km2，年可提供商品木材70万m3；盛产木耳，年产量近千吨，居延边州之首；矿产资源丰富，各种金属和非金属矿产都具备一定的规模，尤其是石灰石储量2亿吨左右，被誉为“石灰石之乡”，油页岩的储量在全省也较著名，已探明油页岩1.47亿吨。雄厚的资源为汪清县发展工业提供了先天的条件。随着人民生活水平的日益提高、生态环境意识的逐步加强，市场对绿色、天然、健康的需求空前高涨。汪清有其独特的自然资源，主要野生植物有人参、党参、贝母、桔梗、蕨菜、榛子、山楂等700多种，元蘑、松茸、木耳、猴头等数十种食用菌类，发展绿色天然产业有其特有的优势和广阔的发展空间。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告总论以工业集中区为载体，发展壮大农畜产品加工、林产品加工、绿色食品加工等产业，形成特色加工优势。按照“循环经济”的要求，把工业集中区建设成新型工业化的中心区和示范区。选择污染少、能耗低、关联度高、效益好的项目进入园区，推进企业聚集，把工业集中区培育成为发展中小企业的“孵化器”，目前我省大力开展“工业集中区”建设，汪清县也应该抓住这一契机，争取招商和引资，以东光电子、博维医药、申联食品、延边大气、德全水泥、丹华山珍等企业为龙头发展一些适合汪清地理环境的产业，争取高效益，使汪清县经济迈上新的台阶。汪清县是一个资源大县，地处长白山系，四周群山环绕，中间为河谷平原，群山河谷之间为起伏的丘陵，全县地貌大体呈北高南低之势。有丰富的森林资源、水力资源，为汪清发展旅游业提供了重要的物质基础。这些资源都有很强的独特性，大都保留了未经雕饰的原始风貌，如：满天星水库、明月沟水库、春阳水库、四方台、吊水湖、毛公像、林场天然林及浓郁的朝鲜族民俗文化等。汪清县是作为朝鲜族聚居地，朝鲜族民俗文化极其独特，风俗风情极为浓厚，被文化部命名为“象帽舞之乡”。目前县域内有国家级保护单位一处、州级一处、县级7处。充分发挥好地方优势，把握好机遇，打造一批自然生态旅游区，依托满天星国家级森林公园和朝鲜族民俗特色，重点发展自然风光游和朝鲜族民俗游、红色旅游、以及森铁专线等，旅游业将成为汪清经济发展的一个新的亮点。1.1.1自然条件1、地形地貌汪清县属于长白山系，四周群山环绕，中间为河谷平原，群山河谷之间为起伏的丘陵，全县地貌大体呈北高南低之势。境内既有构造地貌，又有河谷地貌，哈尔巴岭从西南向东北蜿蜒拓展，其支脉有磨盘山、四方山、老松岭、老爷岭等，其地形以山区半山区为基本特征。老爷岭海拔1447m，从东南走向西北，贯穿全县，为全县最高峰，支脉向四外扩展。境内海拔800m以上的山峰有25座。全县地貌有7大类型。中山：海拔高程在1100m以上，出现明显的垂直带，面积有12447.21万m2，占总土地面积的1.4%；低山：海拔高程在500-800m，相对高差大于200m，山坡坡度较陡，面积有634884万m2，占总土地面积的70.6%；高原：海拔高程800m以上，相对高差在50m以下，面积有66459万m2，占总土地面积的7.4%；丘陵：海拔高程500m以下，相对高差在200m以下，面积有43507万m2169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告总论，占总土地面积的4.8%；台地：海拔高程500-800m，地面坡度小于8度，面积有63130万m2，占总土地面积的7.0%；沟谷地：平地宽度小于400m，平均坡度大于3度，面积46731万m2，占总土地面积的5.2%；河谷平地：地面坡度均小于3度，平地宽度大于400m，面积32256万m2，占总土地面积的3.6%。2、气象条件汪清县地处中温带湿润温凉季风气候区，四季分明，大陆性季风气候特征明显。春季温度变化较大，冷暖干湿无常，多偏西北风；夏季较短，温凉而潮湿，局部地区多暴雨；秋季雨凉，多晴朗天气，冬季寒冷多雪，长达五个月，一年四季温差较大。境内地形地貌复杂，随着海拔高度的不同，形成不同的小气候区。全县的平均气温为3.9℃，年平均气温最高年为4.9℃，最低年为2.9℃，极端最高气温为37.5℃，极端最低气温为-37.5℃；年平均≥10℃的活动积温为2473℃，积温最高年一九五一年积温为2840℃，最低年一九六九年，积温为2091℃。全县年平均降水量为547mm，最多年一九七一年，降水824mm，最少年一九六七年，降水309mm。降水时间集中在夏季6—8月份，占全年降水量总数的65%；平均无霜期为135天，无霜期最长一九六一年为157天，最短一九七七年为123天，初霜期在9月24日左右；年平均日照2358小时，最长为2721小时，最短为1998小时。3、天然水系汪清县境内河流属于图们江与绥芬河两大水系。嘎呀河与珲春和属于图们江水系，绥芬河属于绥芬河水系，三大干流共有144条支流，境内干、支总长约2034.4Km，流域面积11690Km2。汪清县地表水资源量为10.6571亿m3，浅层地下水天然资源量为21659亿m3。汪清县境内土地表层土壤因地域不同而有区别。县域东南部和西部以针叶林灰化土和灰棕土居多；中南部暗棕土和水稻土较多；东、南、西部白浆土居多；山间洼地分布沼泽土和泥炭土；河谷平地为水稻土、草甸土和冲积土。根据成土过程以及生物、气候、成土母质、地形和水文等条件形成不同的土壤类型，共分为十个土类，23个亚类和50个土属，十个土类是灰化土、灰棕土、白浆土、黑土、草甸土、冲积土、沼泽土、泥炭土、石灰岩土、水稻土。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告总论汪清县自然植被类型可分为针叶林、针阔混交林、阔叶林、次生阔叶林、灌木林、草甸和沼泽植被等。原始植被基本是针叶林和针阔混交林，仅沟谷、河谷有草甸和沼泽植被滋生。由于受人类生产和生活的影响，在居民点和交通通达度好的地方大部分成为次生幼林，甚至变成疏林和灌木林。在海拔1000米以上有针叶林带，主要树种为红松、油松、鱼鳞松、樟子松、云杉等，针叶林下有耐阴喜湿、耐寒的苔藓类植被，主要土壤为灰化土；在海拔800—1000m之间有针叶林和阔叶林，针叶林主要有红松、油松、落叶松、云杉等，阔叶林为白桦、杨树、枫树、椴树等，林下有耐温杂草类，土壤为灰棕壤；在海拔高度500—800m之间为阔叶林带，树种有椴树、枫桦、杨树、水曲柳、榆树、柞树和榛柴树，土壤为灰棕壤和白浆土，河谷和沟谷地带主要是沼泽和草甸植被，主要树种有柳树、榆树、杨树、草类，草类有大叶草、大麦草、狗尾草、大油芝和蕨菜、三椿草、苔草、芦苇等，主要土壤为草甸土、泥炭土等。1.1城市排水系统现状1.1.1排水管网及排放体制汪清县中心城区现有排水管道为合流制，采用的是d300～d1000的钢筋混凝土排水管，另有一部分明沟排水。生活污水和生产废水均不经处理直接排入管道，最后排入汪清河。1.1.2污染现状污水不经处理直接排入汪清河，使水体受到严重污染，并对城市景观产生重大影响。排水普及率偏低，由于市区地势较平坦，有些地方地势低洼，排水困难大，雨季易形成内涝，低洼处形成水泡，成为雨季雨水的集水点。1.1.3存在的问题汪清镇市政基础设施与经济发展建设不相适应，尤其是排水设施欠帐较多，突出表现为排水设施箭楼，排水系统不完善，并与防洪设施交叉混杂，难以分流。尤其是近几年房地产不断的发展，居民居住的环境得到改善，可是与其相配套的基础设施建设仍然是滞留在80年代的水平，与城市的发展不配套，制约了城市的在发展。目前现有的排水设施明显存在的问题是：169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告总论1、镇内排水系统全部为合流制，污雨水与山洪不分，大量的不需负责处理的工业废水与生活污水混在一起，给污水厂建设带来一定的困难。2、镇内管网很不完善，大部分管道已老化损坏，有些出现反坡，有些管段管径上游大、下游小，需要调整、更换，急待污水处理。1.1工程建设必要性一、污水处理工程兴建，是城市发展的需要本着发展与保护环境相协调以及“谁污染谁治理”的原则，并为招商引资创造宽松、高效、优美的投资环境。汪清县县城产生的生产、生活污水其最终受纳水体为图们江。为使汪清县在发展过程中，不增加当地河流的污染负荷，并保护水资源，从而形成图们江开发利用，与图们江水资源保护良性循环发展的新格局。随着汪清县县城的迅速发展，污水排放量必然不断增加，若不进行处理，大量污水必然经过汪清河、噶呀河汇入图们江，势必严重影响汪清县工业的投资环境，使外商望而却步，不利于综合开发，后果将是严重的，也不符合国家的环保政策。而建设汪清县县城污水处理工程，必将减少污染物向地面水系的排放量，改善延吉市周围的水环境，保护有限的淡水资源，提高招商引资的外部环境，提高汪清县的综合使用功能。因此，抓紧进行汪清县县城污水处理工程的建设，是汪清县建设和环境保护的当务之急。二、兴建汪清县县城污水处理工程，保护图们江的水质，是保护图们江流域以及自身发展的需要。目前，汪清县城产生的污水不经处理就直接排入汪清河，经汪清河、噶呀河流入图们江，随着汪清县县城的不断发展建设，这一地区的污水产生量将大大增加，如果任其排放，势必对国际性河流图们江水体造成严重的污染，直接影响了两岸环境的发展，汪清县如不迅速改变这种落后状况，势必加大与其它开放城市的差距，也将给图们江区域经济的发展带来极不利的影响。汪清县理应加入到治理污染图们江的前列，从自身发展作起，责无旁贷。因此，延吉市汪清县县城污水处理工程的实施建设已迫在眉睫，刻不容缓。1.2工程建设可行性169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告总论1、汪清县政府已经对汪清县进行总体规划，包括对汪清县污水、雨水等管网的规划。2、汪清县环保监测部门对市区各排水系统的污水排放口进行多年水量、水质监测，掌握了污染负荷现状，为建设城市污水处理厂做好了技术准备。3、对市区内的各个工厂、企业所排放污水，汪清县环保监测部门将根据其排放废水的水质情况，依据国家有关规定制定其排放标准，并进行严格监督和管理。对于进入城市下水道的工业废水，必须满足国家关于工业企业废水排入城市下水道的水质指标规定，在厂内完成好预处理，为城市污水处理厂的设计及正常运转提供前提条件。现在污水厂尚未建设，但环保部门将制定措施并加大力度，严格监督和管理工厂、企业所排放污水水质，对有些难于降解或对微生物有害的工业废水，要搞好点源治理并实行分质分流，确保城市污水处理厂的正常运转工作。4、虽然汪清县地处中国的东北地区，气候较冷，但是气候更冷的黑龙江省的一些城市已经建设了污水处理厂并且运行良好，根据东北地区及国外相类同气候地区的工程经验，证明在建设污水处理厂是可行的。5、本项目采用国内外先进的污水处理工艺，使污水中的污染物指标达到规定的排放标准，在技术上是可行的。6、污水处理工程属城市公益事业，以往排水设施都被无偿使用，导致城市管网长期得不到改造，污水处理设施迟迟得不到建设。随着我国现已出台的城市污水和垃圾收费政策，为日后污水处理厂的运营提高了资金保障。7、随着人们环保意识的普遍增强，建设城市排水设施得民心，顺民意，广大市民一定会理解和支持的。综上所述，该污水处理厂的建设切实可行。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证1工程方案论证1.1规划年限本工程近期规划年限为2013年，远期规划年限为为2020年。1.2工程规模1.2.1水量预测一、居民综合生活用水量根据《室外给水设计规范》（GB50013-2006）的规定，汪清县属于城市分区的第二分区的中、小城市，采用的平均日综合生活用水量标准为，2013年采用110L／cap•d，2020年采用150L／cap•d。综合生活用水定额包括居民日常生活用水和公共建筑用水之和，但不包括浇洒道路、绿地用水和消防、市政用水。汪清县设计年限内服务人口规划如下表：设计年限2013年2020年服务人口（人）120000150000居民综合生活用水量预测年限项目2013年2020年居民综合生活用水定额（L/人*d）110150总人口（人）120000150000总用水量（m3/•d）1320022500二、工业企业用水量根据汪清县城市总体规划，县城工业产值2013年23亿元，2020年52亿元。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证万元产值消耗水量的大小，影响因素较多，根据工厂的性质，生产的工艺流程，生产规模的大小，生产设备的先进程度，生产人员的熟练程度，管理人员的技术水平等因素有关。根据汪清县总体规划，万元产值耗水量2013年为20m3/万元，2020年为18m3/万元，则工业用水量的预测见下表：工业用水量预测年限项目2013年2020年工业总产值（亿元/年）2352万元产值综合耗水量（m3/万元）2018工业用水量（m3/•d）1260325644三、未预见水量未预见水量按照上述两项之和的10%考虑：未预见水量预测年限项目2013年2020年上述两项之和（m3/•d）2580348144系数10%10%未预见水量（m3/•d）25804814四、漏损水量及浇洒道路、绿地用水量因为漏损水量及浇洒道路、绿地用水量并不会排入城市下水道中，因此，本次设计将不对该水量进行预测。五、用水量预测结果平均日用水量预测序号项目2013年2020年一综合生活用水量（m3/d）13200225001人口1200001500002综合用水定额（L/P.d）110150二工业企业用水量（m3/d）12603256441年工业总产值（亿元）23522万元产值耗水量（m3/万元.d）2018三小计（m3/d）2580348144四未预见水量（m3/d）25804814169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证五平均日用水量（m3/d）28383529581.1.1排水量计算污水进入城市下水道的排放系数按照85%考虑，同时考虑了污水管网中10%地下水渗透系数，则最终进入污水处理厂的污水量见下表：平均日排水量计算序号项目2013年2020年一污水排放系数（%）8085二污水排放量（m3/d）2270645014三地下水渗透系数（%）110110四总污水量（m3/d）2497749516因此，在近期规划年限内汪清县县城污水处理工程的设计规模拟确定为2.5万m3/d。汪清县县城污水处理工程远期工程的设计规模拟确定为5万m3/d。1.1.2污水规模确定城市污水处理厂建设规模的确定需要考虑到城市发展的实际情况、城市总体规划，使污水处理厂建设规模适合于城市建设和发展。根据上述各方面的预测，可作为确定工程规模的依据，考虑城市排水系统逐步完善，同时使污水处理厂建设切实可行，具有可操作性，为远期城市发展留有余地，确定污水处理厂远期建设规模为5万m3/d，本次按近期2.5万m3/d规模设计。配套城市污水收集系统的设计能力按远期污水量设计，本次只实施近期服务面积内的污水收集系统。根据《室外排水设计规范》，规模2.5万m3/d污水厂总变化系数取1.47。1.2排水体制论证排水体制分为合流制和分流制。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证合流制是将城市污水和雨水混合在同一个管渠内统一收集并排放。在合流制排水系统设计中除考虑污水的收集外，雨季要考虑一定雨水截流倍数，使排水管道及截流干管截面增大。在污水处理上，雨季雨水混入，致使污水处理厂水质变化较大，不利于污水处理，同时部分污水仍排入水体，造成环境污染。合流制污水管线一般常用于旧城区的原有管线。分流制是将城市污水和雨水分别收集在独立的管渠中排放。从环保方面来看，采用分流制，将城市污水与雨水分开收集，并将城市污水收集集中后送至污水处理厂进行处理最为合理，且在国内外已被广泛采用。分流制可克服合流制的一些缺点。分流制具有以下优点：a、管内水量较稳定，水力条件好；b、截流干管规格较小，投资较省；c、进入污水处理厂的流量和水质比较稳定，易于污水处理厂的运行及管理；d、雨、污分流不会出现污水溢流对江河造成污染的现象。分流制也存在以下缺点：a、如果雨、污双管同时建设，工程总投资高；根据汪清县总体规划，并结合以上的分析比较，确定汪清县的排水体制为分流制。1.1处理程度1.1.1污水处理厂进水水质科学的预测和确定污水处理厂进水水质是保证未来污水处理厂正常运行的前提条件之一。由于汪清县目前排水体质为合流制，污水水质有被稀释的可能。根据老城区的实际情况以及考虑周边城市的具体情况，综合汪清县规划发展趋势，考虑到将来城区污水排入下水道应满足《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082—1999）的要求，确定汪清县城污水处理厂进水水质指标如下：项目CODBOD5SSTNNH3-NTPPH指标(mg/L)320180300352536～9为了保证城市污水厂的常年169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证正常运转，使处理后的出水水质达到规定的排放标准，不至于造成二次污染，在此特别强调点源治理。经验证明，小量的特殊工业废水汇集到城市污水厂一并处理是不经济的，应当在各工业企业内部进行处理，并达到《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082—1999）的要求后，方可排入城市排水系统。同时本工程污水厂也是按照各污染源满足上述标准要求为前提考虑处理方案的。1.1.1污水处理厂出水水质确定根据环境评价影响报告书的批复意见，汪清镇污水厂二级生物处理的出水就近排入汪清河，汪清河目前为地表水Ⅲ级水体，污水厂出水水质需执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B级标准，详细出水水质指标见下表：汪清污水处理厂出水水质单位mg/L序号基本控制项目一级标准二级标准三级标准A标准B标准1化学需氧量（COD）5060100120①2生化需氧量（BOD5）10203060①3悬浮物（SS）102030504动植物油135205石油类135156阴离子表面活性剂0.51257总氮（以N计）1520--8氨氮（以N计）②5(8)8(15)25(30)-9总磷（以P计）2005年12月31日前建设的11.5352006年1月1日起建设的0.513510色度（稀释倍数）3030405011PH6-912粪大肠菌群数（个/L）103104104-*注：①下列情况下按去除率指标执行：当进水COD大于350mg/L时,去除率应大于60%.BOD大于160mg/L时，去除率应大于50%.②括号外数值为水温﹥12℃时的控制指标,括号内数值为水温≦12℃时的控制指标.1.2水厂位置论证169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证污水处理厂的厂址确定是一个十分重要的问题，它对周围环境卫生，处理厂基建投资及运行管理都有很大影响。选择污水处理厂的厂址时，在考虑规划的总体布局的基础上，污水处理厂的选择又考虑了如下原则：（1）尽可能不占良田和少占农田。（2）厂址必须位于集中给水水源下游，并应设在城区的下游，且和城区要保证至少500米的距离。（3）污水处理厂要和受纳水体靠近并满足防洪问题。（4）要考虑污水处理厂建设位置的工程地质情况，以节省造价，方便施工。（5）充分利用地形，随坡顺势建设污水处理厂，节省能量。（6）厂址选择考虑远期发展的可能性，为以后的扩建留有余地。在上述原则的基础上，根据汪清县的总体规划，考虑建成区的发展方向、现有及未来的工业布局，污水管网的布置，以及污水综合利用和资金情况，最后确定将污水处理厂的厂区选在在城市主导风向的下风向，汪清县西北部，汪清河铁路大桥下游北岸，汪牡公路的出口处。1、污水处理厂厂址区目前大部分是荒地，污水处理厂的建设对周围生态环境影响较小。拟建厂址不是风景旅游区，没有名胜古迹，因此对自然景观的影响也很小。2、污水处理厂厂址区地势相对较低，现有排水管网的排水方向大抵汇集于所选厂址，便于污水的收集和输送。3、厂址靠近汪清河，便于处理后的污水就近排放。1.1污水处理厂方案论证污水处理工艺是污水处理厂的关键，处理工艺的选择是否得当，直接关系到处理厂出水水质、运转是否稳定、运转成本的高低和管理的难易。因此，必须结合实际情况慎重地选择适当的工艺，以达到最佳效果。污水处理厂的工艺选择应根据进水水质、出水要求、污水厂规模、污泥处置方法及当地的温度、工程地质等多因素进行综合考虑，各种工艺都有其适用条件，应视工程的具体条件而定。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证污水处理工艺选择应充分考虑污水量和污水水质以及经济条件和管理水平，优先选用技术合理先进、安全可靠、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便的成熟处理工艺。污水处理工艺一般包括预处理和二级处理两个密切相关的阶段。1.1.1预处理工段预处理就是在一级处理前去除水中比较大的漂浮物和砂砾，以避免损害后序工艺的机械设备，确保安全运行。预处理包括粗、细格栅及沉砂池。粗格栅推荐采用近年来国内应用非常普遍的回转式格栅，提升泵采用可提升式不堵塞潜水排污泵，细格栅采用回转式格栅。沉砂池在污水处理厂的投资、占地等方面所占的比例不大，但其作用却不容忽视。若沉砂池除砂效果不好，大量砂粒将进入后续处理单元，将给污水厂的正常运行带来诸多隐患：（1）大量砂粒进入后续工序，将导致排泥管道的堵塞，并对水泵、刮泥机和脱水机等设备造成严重的磨损，使其使用寿命大为缩短。（2）在不设初沉池的处理系统中，大量砂粒将直接进入并沉积在生物池，导致生物池有效容积的减少，同时还会对曝气器产生不利影响。（3）在有污泥消化的系统中，将会有大量砂粒进入污泥消化池，沉积在其底部，减少其有效容积，很难消除。工程设计中，通常以对d≥0.2mm的砂粒去除效率来衡量沉砂池系统的效率。现行《室外排水设计规范》明确规定“按去除相对密度2.65、粒径0.2mm以上的砂粒设计”。目前最常用的沉砂池型式有曝气沉砂池和旋流沉砂池。1.1.2旋流沉砂池旋流沉砂池主要有钟氏及比氏两种。其优点是：1、布置紧凑、占地小。2、有机物的分离效果也很好。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证3、相对于曝气沉砂池而言，沉砂过程没有污水“预曝气”，不必担心会提高污水的溶解氧浓度和消耗水中的快速降解有机物，对后续的厌氧和缺氧反应池产生不利的影响。近十多年来，国内污水处理厂大多采用除磷脱氮的强化二级处理工艺，多采用旋流沉砂池。旋流沉砂池的缺点是：1、因尺寸小、水力停留时间较短，对于水量变化或者砂量冲击负荷过大的进水难以适应，应用于分流制系统污水处理效果尚可，不宜在合流制污水系统中应用。2、对细小砂粒的去除效果不甚理想。这种沉砂池的设计条件原是50目（0.297mm）以上砂粒的去除率均＞95％，对70－50目（0.211～0.297mm）时，去除率≥85％。达不到我对沉砂池的基本要求。近年来国内虽多有应用，但少有运行效果令人满意的，各地普遍反映出砂量明显偏少，不同程度地存在砂粒进入后续处理构筑物的情况，其中采用国产设备者问题更显严重，有此多年从未能正常除砂。3、没有撇油、除渣措施，对污水中油脂和浮渣没有去除效果，对于SBR、UNITANK和三沟氧化沟等不设专门二沉池的污水处理工艺，浮渣在系统内始终无法除去，问题更显突出。1.1.1曝气沉砂池国内应用的比较早的是曝气沉砂池，但90年代以后，随着国外设备的引进，逐步被旋流式沉砂池所取代。这种沉砂池的主要优点是：1、对细小砂粒的去除率比较高，并可根据进水条件和出水要求改变设计，达到不同的要求。2、运行稳定，对流量和砂量的冲击负荷适应性较强。3、有机物分离效果高、携带的有机物较少。4、有较好的去除油脂和浮渣的作用，可大大减少后续处理单元管道的堵塞和管理的麻烦。这种沉砂池的缺点主要有两点：1、占地较大169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证2、有专家认为曝气过程有可能提高污水的溶解氧值，并可能消耗掉污水中部分快速降解的有机物，对后续的厌氧生物池的工作产生不利影响。虽然这种影响和程度并未见有人作过定量研究的报道。相反，国内外多处采用曝气沉砂池的污水处理厂多年运行结果并未发有什么明显不利的影响。北京、西南、上海等多家兄弟市政设计院的专家，在这方面看法都基本相同，主张更多的采用用曝气沉砂池。最近正在紧张施工的170万m3/d规模的上海竹园污水处理厂就采用了曝气沉砂池，而且曾获建设部优秀设计二等奖的青岛团岛污水处理厂也是采用曝气沉砂池。因此，本工程推荐采用曝气沉砂池。供气方式采用不锈钢穿孔管，空气由专用鼓风机供给。刮砂桥工作由PLC自动控制，可定时刮砂也可连续运行。缺点是由于溶解氧的作用会去除少部分的有机物。但通过对一此处理厂运行情况的了解，曝气沉砂池的曝气作用对后续处理构筑物的影响不是很明显。1.1.1二级处理工艺污水处理工艺是污水处理厂的关键，处理工艺的选择是否得当，直接关系到处理厂出水水质、运转是否稳定、运转成本的高低和管理的难易。因此，必须结合实际情况慎重地选择适当的工艺，以达到最佳效果。污水处理厂的工艺选择应根据进水水质、出水要求、污水厂规模、污泥处置方法及当地的温度、工程地质等因素综合考虑后确定。1.1.1.1污水二级处理方案选择汪清污水处理厂二级处理进水水质、出水水质和各项污染物的去除率见下表：指标BOD5CODcrSSTNNH4-NTP进水水质18032030035253出水水质2060202081处理效率(%)88.9%81.3%93.3%42.9%68%66.7%从上表可以看出，本工程单纯采用物理方法显然已不能满足处理要求，必须采用带脱氮除磷的生化二级处理来达到预期的处理效果。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证污水的脱氮除磷可供选择的处理方法通常有生物处理法及物理化学法二大类。物理化学法由于需投加相当数量的化学药剂，有运行费用高、残渣量大难处置等缺陷，因此，城市污水处理一般不推荐采用。汪清污水处理厂二级处理进水水质BOD5/CODcr的比值为0.56，属于易生化范围，另外从BOD5/TN=5.14及BOD5/TP=60比值来看，采用生物降解法去除N、P是可行的，但要辅以化学除磷。而生物处理又可分为活性污泥法和生物膜法二种。&活性污泥法：是以活性污泥为主体的污水处理法，它于1914年在英国曼彻斯特市建成试验厂以来，已有八十多年的历史。随着工程实践中的应用和不断改进，特别是近三十多年来，在对其生物反应和净化机理进行广泛深入研究的基础上，活性污泥法得到了很大的发展。活性污泥法的最基本流程是向污水中注入空气进行曝气，并持续一段时间后，污水中即生成一种絮凝体，这种絮凝体主要由大量繁殖的微生物群体所构成，它易于沉淀分离，并使污水得到澄清，这就是“活性污泥”。它的主要构筑物是曝气池和二沉池。需处理的污水与回流的活性污泥同时进入曝气池成为混合液，随着曝气池注入空气进行曝气，使污水与活性污泥充分混合接触，并供给混合液以足够的溶解氧，在好氧状态下，污水中的有机物被活性污泥中的微生物群体分解而得到稳定，然后混合液进入二沉池，在池中，活性污泥与澄清液分离后，一部分回流到曝气池进行接种，澄清液则溢流排放，在整个处理过程中，活性污泥不断增长，有一部分剩余污泥需要从系统中排除。&生物膜法：是土壤自净的人工化，是使微生物群体附着于其它物体表面上呈膜状，并让它和污水接触而使之净化的方法。利用生物膜净化污水的设备统称为生物膜反应器。根据污水与生物膜接触形式的不同，生物膜反映器分为生物滤池、生物转盘及其它生物接触氧化法设备，它们的构造差异很大，但作用的基本原理是相同的。活性污泥法脱氮除磷，具有处理效率高、处理效果好、运行稳定、运转经验丰富等优点，因此，对城市污水进行脱氮除磷，生物活性污泥法是首选方案之一。虽然生物滤池是一种先进的处理工艺，在中国已开始使用，但是其工程投资较高、运行管理要求高，一般用于占地紧、环境要求严的场合，本工程不推荐采用。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证1.1.1.1污水二级处理方案选择的原则&根据进水水质、水量以及受纳水体的环境容量，综合考虑汪清县的实际情况，选择处理效果好，具有除磷脱氮功能、低能耗、低运行费、低基建费、操作管理方便、工艺成熟的污水处理工艺。&污水处理过程中的自动控制，力求安全可靠、经济实用，提高管理水平，降低劳动强度，体现出一流的管理水平。&能适应东北地区环境温度低的大规模污水处理工艺，具有很强的抗冲击负荷能力。&工艺成熟、可靠，设备和设施使用年限长，操作和维修简单，具有足够的经验以资借鉴。1.1.1.2生物脱氮除磷工艺常规生物法能满足CODcr、BOD5、SS的去除率，但对氮、磷的去除率是有一定限度的，仅从剩余污泥中排除氮、磷，其去除率氮约10～25%，磷约12～20%，达不到本工程进、出水水质和各项污染物的去除率要求，因此本工程二级污水处理必须采用脱氮除磷工艺。（一）生物脱氮除磷工艺的历史：&从60年代开始，美国曾系统地进行了氮磷物化处理方法研究，结果认为用物化法的缺点是耗药量大，污泥多，处理大量城市污水经济上不合算，因此着手研究生物法脱氮除磷。&从70年代开始，采用活性污泥法脱氮已逐步实现工业化流程，1977年正式命名为A/O法。A/A/O法是在其基础上进一步研究开发而成的生物脱氮除磷工艺流程。&我国从70年代后期开始开展生物脱氮除磷研究，在80年代后期实现工业化流程，目前常用的生物脱氮除磷处理工艺有A/A/O法、SBR法及CAST法、氧化沟法等，均取得较好效果。（二）生物脱氮除磷原理：（1）生物脱氮169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证氮是蛋白质不可缺少的组成部分，因此广泛存在于城市污水之中。在原污水中，氮以NH3-N及有机氮的形式存在，这两种形式的氮合在一起称之为凯氏氮，用TKN表示，在厌氧或好氧条件下，污水中有机氮易被水解成为氨态氮。而原污水中的NOX-N（包括亚硝酸盐NO2-和硝酸盐NO3-在内）几乎为零。氮也是构成微生物的元素之一，一部分进入细胞体内的氮将随剩余污泥一起从水中去除。这部分氮量约占所去除的BOD5的5%。因为氮在水体中是藻类生长所需的营养物质，容易引起水体的富营养化，因此氮是污水处理厂出水的主要控制指标之一。在有机物被氧化的同时，污水中的氨氮在溶解氧充足、泥龄足够长的情况下被进一步氧化成硝酸盐或亚硝酸盐。反硝化菌在缺氧的情况下可以利用硝酸盐（NOx-N）中的氧作为电子受体，氧化有机物，将硝酸盐中的氮还原成氮气（N2）或N2O，从而完成污水的脱氮过程。由此可见，要达到生物脱氮的目的，完全硝化是先决条件。因为硝化菌属于自养菌，其比生长率μn明显小于异养菌的比生长率μh，生物脱氮系统维持硝化的必要条件是μn≥μh,也就是说系统必须维持在较低的污泥负荷条件下运行，使得系统的泥龄大于维持硝化所需的最小泥龄。反硝化必须在硝化反应完成后进行，但是按照硝化→反硝化的顺序进行反应，即采用后置反硝化的形式，反硝化时，微生物主要依靠内源细胞成分作为反硝化碳源，使得反硝化速率很低。为了提高反应速率必须另向污水中投加碳源，例如甲醇，以增加反硝化速率。采用外加碳源的后置反硝化的优点是能够达到很高的脱氮率，使得出水中的TN含量很低。缺点是增加了投加设备和投加有机碳的费用；要得到较高的反应速率需要投加过量的有机碳，使得出水中有机碳的含量增加，往往需要进行脱碳处理；外加有机碳使得剩余污泥量有所增加。为了克服后置脱氮的缺点，目前常用前置脱氮工艺，如A/O法，其原理是将硝化好的富含硝酸盐的混合液回流至曝气池前端的缺氧段，利用进水中的有机物作为碳源进行反硝化。因为进水中的碳源充足，反应速率较高，在脱氮的同时还可以使污水中大量的有机物氧化分解，使有机物的降解和脱氮在工艺流程上得到统一。所以技术上是合理的，运行上是经济、可靠和高效的。（2）生物除磷169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证生物除磷是处理系统中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放出体内的磷酸盐，产生能量用以吸收低级脂肪酸等快速降解有机物，并转化为PHB（聚β羟基丁酸）储存起来。当这些聚磷菌进入好氧条件时就降解体内储存的PHB产生能量，用于细胞的合成和磷的吸收，形成富含磷的污泥，以剩余污泥形式排出系统，从而达到除磷的目的。生物除磷的优点在于不投加化学药剂，不增加剩余污泥量，处理成本较低。缺点是除磷效果不如化学法彻底，为了避免剩余污泥中磷的再次释放，对污泥处理工艺的选择有一定的限制。据文献介绍，在厌氧段释放1mg的磷吸收储存的有机物，经好氧分解后产生的能量用于细胞合成、增殖，能够吸收2～2.4mg的磷。因此磷的吸收取决于磷的释放，而磷的释放取决于污水中存在的可快速降解的有机物的含量，一般来说，这种有机物与磷的比值越大，除磷效果越好。一般的活性污泥法，其剩余污泥中的含磷量为1.5～2%，采用生物除磷工艺的剩余活性污泥中磷的含量可以达到传统活性污泥法的2～3倍，通过排放剩余污泥从而达到除磷目的。生物除磷工艺的前提条件是聚磷菌必须在完全的厌氧环境下进行磷的释放，而后进入好氧阶段才能增大磷的吸收量。因此，污水除磷的处理工艺必须在曝气池前设置厌氧段。厌氧磷释放和缺氧反硝化与好氧段进行的有机物降解、硝化、磷的吸收相结合，即形成了目前国内外广泛应用的A/A/O及各种变形工艺。（3）本污水处理厂采用生物除磷脱氮的可行性BOD5：N：P的比值是影响生物除磷脱氮的重要因素，氮和磷的去除率随着BOD5/N和BOD5/P比值的增加而加大。只有BOD5/N>3时反硝化才能正常运行。在BOD5/N=4～5时氮的去除率>60%，磷的去除率也可达60%左右，BOD5/N=7时氮的去除率>70%，磷的去除率>70%。对于生物除磷工艺，要求BOD5/P=33～100，且BOD5/N≥4。汪清污水处理厂二级处理设计平均进水BOD5=180mg/L、COD=320mg/L、SS=300mg/L、TN=35mg/L、NH3-N=25mg/L，TP=3mg/L，进水BOD5/TN约为5.14，BOD5/P约为60，是能够达到要求的处理程度的。1.1.1.1污水二级处理方案的确定从国内外污水处理技术的发展来看，改良A2169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证/O工艺、氧化沟工艺、CAST等诸多工艺不仅具有去除有机污染物功能，而且还具有不同的除磷脱氮效果。建设部、国家环境保护局、科技部印发的《城市污水处理及污染防治技术政策》中针对污水量规模在10万吨/日以下的污水处理厂，除采用A／O法、A／A／O法外，也可选用具有除磷脱氮效果的氧化沟法、SBR法、水解好氧法和生物滤池法等。必要时也可选用物化方法强化除磷效果。因此，本工程工艺方案设计应充分考虑污水处理厂所要达到的污水处理程度并同时考虑污水处理厂设计规模的实际情况，选择以下三种工艺方案进行介绍和比较，即：1．改良A2/O工艺2．氧化沟工艺3．SBR的变法工艺——CAST工艺（一）、改良A2/O工艺A2/O法是由传统活性污泥法(普曝法)发展起来的新工艺，A2/O工艺是一种典型的具有既除磷又脱氮的工艺，其生物反应池由厌氧、缺氧和好氧三段组成，其特点是厌氧、缺氧和好氧三段功能明确，界限分明，可根据进水条件和出水要求，人为地创造和控制三段的时空比例和运转条件，达到较好的除磷脱氮的效果。A2/O法的主要优点：(1)工艺流程较先进，具有较好的除磷脱氮效果，工艺运转稳定性好，出水水质较好。(2)污泥经厌氧中温消化处理后达到稳定，不会造成二次污染。(3)运行、管理经验成熟，实践经验丰富。A2/O法的主要缺点：(1)工艺流程复杂、处理构筑物多、运行管理麻烦。(2)承受污水水质、水量的冲击负荷能力较差。(3)工程基建投资较高、运行费用较高。A2/O法工艺流程框图见图：169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证回流及剩余污泥泵房粗格栅进水泵房消毒池二沉池A2/O池沉砂池细格栅贮泥池污泥浓缩脱水机房泥饼外运回流污泥进水出水剩余污泥A2/O工艺流程框图根据污水厂的运行实践表明，BOD5与TKN之比大于4时，可达到理想脱氮效果，BOD5与TKN之比小于4时，脱氮效果不好，汪清污水处理厂BOD5/TKN=5.14,脱氮效果可以。同时，根据文献，传统A/A/O工艺，适合于污水碳源较为充足的情况，通常是，但是汪清污水处理厂，碳源不甚充足，在此种特殊的水质条件下，在利用生物方法脱氮的同时，达到很好的除磷效果是比较困难的。这是因为原水碳源不足导致了A/A/O工艺缺氧段反硝化进行不充分，出水中NO3--N浓度较高，大量的NO3--N随回流污泥进入厌氧段并在那里进行反硝化，迅速消耗快速COD，抑制了厌氧段磷的有效释放，因而在好氧段磷的吸收作用也就不能很好的完成，导致了除磷效果不佳。针对上述情况，本设计考虑了采用改良型的A/A/O工艺。这种工艺的特点是，在碳源不十分充足、反硝化程度不高的情况下仍可获得较好的除磷效果，其运行方式如下：出水进水污泥回流S混合液回流q80~90%进水169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证这种工艺在国内很多污水处理厂中都有应用，其中获得建设部优秀设计二等奖的山东省青岛市团岛污水处理厂就是成功的一例（二）、氧化沟工艺氧化沟是活性污泥工艺中的一大类型，它把连续循环式反应池作为生化反应器，混合液在其中连续循环流动。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应池的混合液传递水平流速，从而使搅动的混合液在氧化沟内循环流动。它的基本特点是污水在一个首尾相接的闭合沟道中循环流动，沟内设有曝气和推动水流的装置，污水在流动过程中得到净化。最早的氧化沟是1953年荷兰帕斯威尔开发的，用于处理小城镇污水，当时只有一条沟，水深很浅，处理水量很小，其构造简单，管理方便，处理效果好，因而得到迅速发展，沟的型式不断改进，技术不断创新，出现了各种各样的氧化沟工艺，建成了为数不多的不同规模的城市污水处理厂和工业废水处理厂，到目前为止，全世界已建成氧化沟城市污水处理厂几千座，其中绝大多数是中小型污水厂。在我国，氧化沟已在城市污水处理厂中占很大比重，成为最热门的污水处理工艺之一，目前已有工程实例广为人知的氧化沟工艺主要有：卡鲁塞尔氧化沟、双沟式氧化沟、三沟式氧化沟、奥贝尔氧化沟和一体化氧化沟，它们各有其独特的风格和适用性。氧化沟的主要特点有：1.具有广泛的适用性和灵活性：既可以用于中小型污水处理厂，又可以用于较大型污水处理厂；既可以去除有机污染物，又可以脱氮除磷；既可以作为主体工艺取代多项污水处理单元，也可以只做为曝气设施取代曝气池；既可以机械曝气，也可以鼓风曝气；既可以低负荷运行，也可以高负荷运行。2.由于绝大多数氧化沟都是采用延时曝气，泥龄长，负荷低，因而去除有机物效率很高，通常出水BOD都能达到20mg/L甚至10mg/L以下，出水SS也很低，出水水质相当好。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证3.氧化沟的循环流态和机械点源曝气，决定了沟内溶解氧浓度沿沟长呈梯度变化，在曝气机处溶解氧最低，正确配置曝气机和调节曝气机的运行工况，可以控制沟内某些沟段处于缺氧状态，为污水反硝化创造条件，因此可以说只要是氧化沟就具有脱氮功能，适用于要求脱氮的地方。4.氧化沟通常不设初沉池和污泥消化池，整个处理工艺非常简单，处理构筑物的规模不及常规活性污泥的一半，操作管理大大简化，这对于技术力量相对较弱、管理水平相对较低的中小型污水处理厂很合适。5.氧化沟的循环流态使进入的污水立刻被沟中循环流动的混合液稀释几倍到几十倍，具有很强的抗冲击负荷能力，对水质、水量变化剧烈的中小型污水处理厂很有利。6.氧化沟存在的溶解浓度使微生物交替处于好氧状态和缺氧状态，而引起污泥膨胀的丝状菌绝大多数是专性好氧菌，在这种环境处于生存劣势，加之不设初沉池增大了污泥中的无机固体比重，提高了污泥的沉淀性能，因而氧化沟可以有效抑制污泥膨胀，解决了多年来困扰常规活性污泥法的一大难题。7.氧化沟设备基本实现了国产化，在质量上能满足使用要求，价格比国外设备便宜很多，能显著降低设备费用。卡鲁塞尔氧化沟是我国目前使用最广泛的工艺之一，已建成投产和正建的城镇污水处理厂有几十座，最大规模30万m3/d，其基本结构型式见图。卡鲁塞尔氧化沟示意图169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证卡鲁塞尔氧化沟的曝气设备是表曝机，它安装在沟道转弯处。表曝机的转动将水流提升向四周扩散，形成旋涡流并向前推进，它同时发挥着充氧、搅拌和推流的功能，其中大部分能量用于充氧和搅拌，一小部分用于推流，要求保持沟内平均流速大于0.3m/s。在表曝机推动下，整个氧化沟形成一道循环流动的水流，混合液的溶解氧浓度沿沟长变化，当某一沟段的溶解氧值降至0.5mg/L以下，形成缺氧环境，就会出现反硝化工况。最初的氧化沟是合建式，采用转刷曝气，水深仅1.2～1.5m，后来演变为反应池和二沉池分建，但仍用转刷。1967年荷兰DHV公司开发出卡鲁塞尔氧化沟，把曝气刷改为曝气叶轮，1968年建成世界上第一座卡鲁塞尔氧化沟，其基本结构一直沿用至今。目前全世界已建成卡鲁塞尔氧化沟近千座，最大的在德国一个化工厂，全厂有5个单元，安装了110台曝气叶轮，每台功率132Kw，总处理水量200万m3/d。卡鲁塞尔氧化沟除具有一般氧化沟的特点外，还有以下特点：采用叶轮曝气，单台功率可达160Kw，而转刷最大功率只有45Kw，这就减少了设备台数，便于维护管理。由于曝气设备搅拌能力强，沟深可增大到5m以上，如果采用双层式叶片式曝气机沟深可加大到6m以上，有利于减少占地和保持水温。运行管理十分简单，一般不需要自动控制，如果采用自控，是为了降低能耗和脱氮。由于反应池与二沉池分建，使用起来十分灵活，可以替代其他工艺，也可以与其他工艺结合只作为反应池使用。沟形式可灵活变化，渠道数可多可少（但必须双数），形状可以是传统的沟形，也可是方形、同心圆形，根据地形条件决定。随着各国对环境要求越来越高，污水脱氮除磷的标准也越来越严，传统的卡鲁塞尔氧化沟已不能适应，于是又开发出卡鲁塞尔2000型、3000型及ACE系统等，下图为卡鲁塞尔2000型示意图。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证卡鲁塞尔2000型示意图传统卡鲁塞尔氧化沟的缺氧区和好氧区在一条沟内，没有明显的分界线，只是在溶解氧降低到0.5mg/L以下时才形成缺氧区，而沟中的溶解氧受很多因素的影响，包括水量、水质、充氧情况、水温等各种因素，只要其中一种参数变化，沟中溶解氧的分布也随之改变，缺氧区的范围也随之改变。在实际工程中，水量、水质变化频繁，水温等条件也在改变，缺氧区范围和工况都在不断变化中，在这种情况下要达到高的脱氧率是困难的。而传统A/O脱氮工艺由于缺氧池是单独设立，其工况稳定，易于控制，脱氮率高。改进的鲁卡塞尔2000型等正是将前置缺氧脱氮工艺和氧化沟有机结合起来，在传统氧化沟前边设置单独缺氧沟，其工况不受水量水质等因素的影响，可以始终保持缺氧工况，和传统的A/O脱氮工艺一样能达到很高的脱氮率。传统A/O脱氮工艺的污泥内回流是用泵提升，根据需要的内回流量来调节内回流泵。设置专门反硝化区的氧化沟（卡鲁塞尔2000型）等以其循环流的特点，可以在好氧区和缺氧区交界直接回流混合液，由于两沟连通，利用沟中液流流速就能将混合液由好氧区送到缺氧区，省去内回流泵，节省大量能耗，回流量由调节门的开启控制。设置专门反硝化区的氧化沟（卡鲁塞尔2000型）的好氧沟与缺氧沟采用特殊的隔墙形式分隔，如图2-2所示。隔墙两侧保持圆弧形，分别是好氧沟和缺氧沟的弯道。隔墙两端各一个口，分别是混合液内回流通道和主流程水流通道，其中混合液内回流通道安装调节门控制内回流量，主流程水流通道则不需控制调节。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证自氧化沟出现以来，一些水处理设备和技术公司开发出特定型式的专利技术和设备，比如卡鲁塞尔氧化沟采用曝气叶轮，帕斯威尔氧化沟采用转刷，奥贝尔氧化沟采用转碟等，它们都有完善的工艺模式和丰富的工程实践，都是很好的污水处理工艺。但技术是在不断发展和完善的，我们没有必要拘泥于某种定式，可以根据实践经验，博采各种工艺之长，不仅可以在这种沟形上采用另一种曝气设备，也可以将鼓风曝气应用于氧化沟。氧化沟工艺具有以下优点：(1)处理流程简单，构筑物少，比A2/O法少建污泥厌氧中温消化系统。(2)处理效果好而且稳定，操作灵活方便，不仅可以去除BOD5、SS等污染物，而且还具有硝化和反硝化作用，能取得较好的除磷脱氮效果。(3)能承受水量、水质的冲击负荷，对不易降解的有机物也有较好去除效果。(4)污泥能达到好氧相对稳定，由于泥龄较长，污泥在好氧条件下能趋于稳定，可以不再另建污泥厌氧中温消化处理系统。氧化沟工艺的缺点主要为：(1)由于受到曝气设备的约束，如转刷曝气机的适用水深一般小于3.5m，转碟曝气机的适用水深一般小于4.5m，比起水深可达6m的A2/O工艺，采用这两种曝气机的氧化沟其占地面积均较大，基建投资较大。对采用倒伞型表曝机的氧化沟，其水深可适当加深，但倒伞型表曝机只能布置在沟道转弯处，所以这种氧化沟内的好氧区和缺氧区的容积比例不能进行人为的调整。(2)该工艺耗电量相对较大。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证回流及剩余污泥泵房粗格栅进水泵房消毒池二沉池氧化沟沉砂池细格栅贮泥池污泥浓缩脱水机房出水回流污泥泥饼外运剩余污泥进水氧化沟工艺流程框图169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证（三）、CAST循环式活性污泥法工艺(CyclicActivatedSludgeTechnology)CAST(CyclicActivatedSludgeTechnology)它是在SBR工艺和ICEAS工艺基础上发展其来的，随着除磷脱氮要求的提高，常规SBR工艺和ICEAS工艺难以满足要求，同时完全混合流态对防止污泥膨胀不利，也影响了运行的可靠性，于是开发出CAST工艺。CAST除工艺流程简单，运行方式灵活多变，可生成多种工艺路线，空间上完全混合，时间上理想推流和防止污泥膨胀等显著优点外，除磷脱氮，贮存性反硝化，强化生物吸附作用，同时性反硝化，微生物核糖核酸(RNA)比连续法高3～4倍等更为重要的优点也被新的研究所证实。一些新型CAST循环式活性污泥法也应运而生。在澳大利亚，CAST法已成为城市污水处理的主导工艺，在美国，CAST成为中小型污水处理的首选工艺。随着计算机技术和碳、氮、磷、氧、氧化还原电位等传感器技术的发展及先进设备的支持，CAST循环式活性污泥法必将有更大的发展。CAST循环式活性污泥法将污水处理的曝气及沉淀等单元操作工序在一个反应池中按时间顺序反复进行。典型的CAST循环式活性污泥法按运行次序可分为4个阶段，分别称为进水期、反应期、沉淀期和排水期，4个过程所需要的时间称为一个周期。一个周期中各个阶段的运行时间、反应池中混合液的浓度以及运行状况等都可以根据进水水质与运行功能要求等灵活掌握，只要有效地控制与变换各阶段的操作时间，就可以获得不同的污水处理效果。因此CAST法操作十分灵活，适应的进水水质变化范围较大。本工程循环式活性污泥法生物反应池是将曝气池与沉淀池功能合二为一，在此生物反应池中将活性污泥法的曝气、沉淀、出水、排放剩余污泥的过程均在同一池子中完成。运行时，污水进入生物反应池，然后按顺序进行曝气、沉淀、排出上清液并同时排出剩余污泥从而完成一个运行操作周期。本工程循环式活性污泥法运行方式参见下图。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证进水排水期沉淀期反应期进水期出水排放剩余污泥排放滗水且排泥曝气且搅拌器运行进水搅拌器运行静止沉淀如图所示，CAST运行过程分为4个阶段：(1)进水期：进水期有几种进水方式。在进水期既不混合搅拌也不曝气，称为静止进水，当要求CAST循环式活性污泥法进行去除有机物（BOD5）时采用这种进水方式。当要求CAST循环式活性污泥法不仅要去除有机物而且要除磷脱氮时，为了使微生物与污水有充分地接触机会，在进水期必须进行搅拌混合而不曝气，保证混合液处于很好的厌氧状态。另外一种进水方式为在进水期不仅提供搅拌混合而且应限量曝气，该种进水方式是以去除有机物和脱氮为主要目标的。本工程设计在进水期采用的进水方式为搅拌混合而不曝气，从而达到脱氮除磷的目的。(2)反应期：严格地说，污水进入生物反应池后，就发生生化反应。此处反应期指进水期结束后的一个操作运行阶段。在这个阶段若只进行曝气不进行混合过程，其主要完成降解有机物的过程。若在这个阶段既进行混合搅拌又进行曝气过程，其主要完成降解有机物、硝化与反硝化、生物吸磷的过程。本工程采用既混合搅拌又进行曝气。(3)沉淀期：在此阶段生物反应池内混合液进行固液分离，因此该阶段在完全静止(只以层流的条件进水)情况下进行，所以其沉淀效率高于一般沉淀池的沉淀效率。(4)排水期：该阶段完成生物反应池上部排出澄清水下部排出剩余污泥的过程，排水期的长短由排水设备能力来决定。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证上述各个阶段组成一个循环周期，并不断重复。循环开始时，因处于进水期，池子中的水位由某一最低水位开始上升，经过一定时间的搅拌和混合后，将进入反应期并进行曝气和搅拌，然后再进入沉淀期从而停止曝气和搅拌过程，以使活性污泥进行絮凝并在一个静止的环境中沉淀，在完成沉淀阶段后，由移动式滗水器排出已经过处理的上清液，使水位下降至池子所设定的最低水位并同时完成排剩余污泥过程。完成上述操作阶段后，系统进入下一循环过程，重复以上操作从而完成污水污泥的处理过程。为保持生物反应池中有一个合适的污泥浓度，需要根据产生的污泥量排出相应的剩余污泥。排除剩余污泥一般在沉淀阶段结束后的排水期内进行，排出的污泥浓度可达5g/L左右。从以上的论述中，可以看出在CAST循环式活性污泥法系统中，循环式活性污泥法生物反应池按照“搅拌-曝气-非曝气”阶段不断重复进行。在进水和曝气阶段主要完成有机物降解、硝化及反硝化、生物除磷过程，在非曝气阶段虽然也有部分生物反应，但主要是完成泥水分离过程。因此，循环式活性污泥法系统无需设置二沉池，可以省去传统活性污泥法中曝气池和二沉池之间的连接管道。在生物反应池完成泥水分离后，利用滗水器排出每一操作循环周期中的处理出水。根据活性污泥实际增殖情况,在每一处理循环周期的最后阶段(滗水阶段)自动排出剩余污泥。CAST可以深度去除有机物(BOD、COD)，通过同时硝化/反硝化过程去除大量的氮，并同时完成生物除磷过程，其出水中氮和磷的含量完全可以满足国家污水排放标准的要求。CAST循环式活性污泥法的主要优点是：(1)工艺流程先进，且简单，处理构筑物少，污水处理过程中反应池集曝气、沉淀于一体，省去了初沉池、二沉池和回流污泥泵房，整体结构简单，无需复杂的管线输送，操作系统简单且更具有灵活性。(2)循环式活性污泥法机械设备少。与A2/O法相比较，避免了单独设置初沉池、二沉池且不设混合液内回流泵系统，采用延时曝气的CAST循环式活性污泥法所产生的剩余污泥已相对好氧稳定，不需再进行厌氧消化处理，只需浓缩脱水即可。也就不再设污泥的厌氧消化系统构筑物。(3)具有完全混合式和推流式曝气池的双重优势，能承受水量、水质变化较大的冲击负荷能力，处理效果稳定。(4)在进行生物除磷脱氮操作时，通过调节曝气和间歇时间，使污水在反应池中交替处于好氧、缺氧和厌氧条件，整个工艺的运行得到良好的控制，实践证明SBR是一种很好的生物脱氮除磷工艺。同时这种环境条件的不断变化也可以有效地抑制丝状菌的生长。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证(5)采用组合式模块结构，布置紧凑，占地面积少，分期建设和扩建方便。(6)工艺系统运行费用较低。由于没有污泥回流及混合液内回流系统，故节省大量电费和运行费。CAST循环式活性污泥法的主要缺点是：(1)反应池的曝气、排水、排泥变化频繁，且必须按时操作，人工管理几乎不可能，只有靠自动化控制，因此要求设备仪表可靠性高。(2)由于自动化水平高，要求管理人员有较高的技术水平。(3)CAST循环式活性污泥法为间歇式运行，装机容量较大，故设备利用率较低，设备闲置率高，而且设备启动频繁，对设备的损害较重，维修量较大。剩余污泥泵房粗格栅进水泵房消毒池CAST池沉砂池细格栅贮泥池污泥浓缩脱水机房泥饼外运进水出水CAST工艺流程框图根据以上工艺方案情况介绍，三种工艺方案各有优缺点，但均可满足污水处理厂的处理程度。（四）不同方案的经济比较为了便于提出最佳方案，分别对三种工艺方案进行了经济比较，不同工艺方案的工程总投资见下表：169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证序号费用名称单位改良A2/O工艺氧化沟工艺CAST1工程总投资（污水厂厂区内）万元从表中可以看出，氧化沟工艺和改良A2/O工艺比CAST工程总投资多。但是，氧化沟法占地较大、供氧设备动力效率较低，水处理所耗电量稍大，本工程不推荐采用；CAST工艺虽然占地节省且基建投资较省，但自动化要求程度很高，水厂运行时设备的闲置率过高，也不推荐采用。从污水处理厂的运行稳定的角度考虑，本此设计推荐运行、管理经验成熟、实践经验丰富的改良A2/O作为汪清县县城污水处理工程的推荐方案。1.1出水消毒分析处理后的城市污水，水质已经改善，但水中仍含有大量的致病细菌和寄生虫卵。根据国家《城市污水处理及污染防治技术政策》关于“为保证公共卫生安全，防治传染性疾病传播，城市污水处理设施应设置消毒设施。”的规定，本污水处理厂出水应进行消毒处理。目前国内常用的消毒方法有液氯消毒，二氧化氯消毒，紫外线消毒等。1.1.1液氯消毒液氯溶于水后，产生次氯酸(HOCl)，离解出OCl-，利用OCl-极强的消毒能力，杀灭污水中的细菌和病原体。液氯消毒效果可靠，投配设备简单，投量准确，价格便宜，但出水中的余氯及某些氯化合物对水生物有毒害作用，同时可能产生THMS等致癌物质。液氯消毒系统主要由加氯机，氯瓶及余氯吸收装置组成。1.1.2二氧化氯消毒二氧化氯是一种广谱型的消毒剂，它对水中的病原微生物，包括病毒、细菌芽孢等均有较高的杀死作用。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证二氧化氯消毒处理工艺成熟，效果好。二氧化氯只起氧化作用，不起氯化作用，不会生成有机氯化物；杀菌能力强，消毒效力持续时间较长，效果可靠，具有脱色、助凝、除氰、除臭等多种功能，不受污水pH值及氨氮浓度影响，消毒杀菌能力高于氯，但必须现场制备，设备复杂，原料具有腐蚀性，需化学反应生成，操作管理要求高。二氧化氯消毒系统包括二个药液储罐、二氧化氯发生器，投加设备。1.1.1紫外线消毒细菌受紫外光照射后，紫外光谱能量为细菌核酸所吸收，使核酸结构破坏，从而达到消毒的目的。紫外线消毒速度快、接触时间短，反应快速、效率高，无需投加任何化学药剂，不影响水的物理性质和化学成分，不增加水的臭和味，操作简单，便于管理，易于实现自动化，但是紫外线消毒无持续消毒作用，水中悬浮物浓度直接影响消毒效果，而且电耗较大。一次投资较大。紫外线消毒系统主要设备是高压水银灯。1.1.2三种消毒方式的比较紫外线消毒利用电能转化为光能来杀灭细菌，操作安全，不占地，维护简单，但不具备持续杀菌功能。液氯消毒需要贮存液氯，管理较简便，操作不安全，可能产生THMS等物质。二氧化氯应用范围广，消毒效果好并有有除臭、脱色等效果，同时产生THMS等致癌物质的机会很少，生产安全性高。三种消毒方式性能比较消毒剂优点缺点液氯①消毒效果好；②设备简单，运行管理方便；在世界范围内大规模水厂应用广泛，具有成熟可靠的运行经验；③投资及运行成本低。①产生三卤烷等致物质；②氯气的运输和储存具有一定的危险性；③接触时间较长，约30min。二氯化氯①消毒效果好，能有效杀灭水中用氯消毒效果较差的病毒和孢子等；②能大大降低消毒后水中三氯甲烷等氯消毒副产物；169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证①药剂用量大，价格较高，消毒成本较高；②二氯化氯的检测手段还不完备；③对于二氯化氯的消毒副产物亚氯酸根的毒理学认识尚无定论，目前仍处于研究阶段。缺乏大规模污水处理厂的使用和运行经验；④接触时间较长，约30min。紫外线①消毒效果好，对细菌、病毒、原生动物具有广谱性；②无消毒副产物；③无危险品的运输和储存；④接触时间短，约2～4s，占地面积小，基建费用省。①设备价格高；②属于较新型消毒工艺，缺乏长时间的使用经验，因此对紫外消毒设备的使用寿命、更换周期数据不足；③缺乏大规模污水处理厂的使用和运行经验。1.1.1消毒工艺确定通过以上消毒方法的介绍和分析，综合考虑用于污水消毒工艺的适用性、成熟性、安全性、可靠性及操作运转的简单易行和处理费用等因素，紫外线消毒是唯一不会产生消毒副产物的方法，不会产生二次污染问题。鉴于以上几点，本工程采用紫外线消毒工艺进行设计。1.2污水处理厂污泥处理工艺污水处理过程中产生的污泥集中送到污泥处理系统。污泥处理单元技术及其组合工艺流程虽然多种多样，但有些处理工艺如：好氧消化、热处理、焚烧等耗能大、技术复杂、维护困难、运行费用昂贵。结合汪清县目前的技术、经济力量，象这样中型规模污水处理厂的污泥处理与处置宜选用技术成熟耗能低的技术路线，采用卫生填埋或做为肥料做为最终处置方式。常用的处理工艺有：污泥浓缩→厌氧消化→机械脱水→废弃物处理厂（卫生填埋、肥料等）。污泥浓缩→机械脱水→废弃物处理厂（卫生填埋、肥料等）。上叙污泥处理的两条技术路线区别在于污泥浓缩后是否经过厌氧消化再机械脱水。欧美一些国家污水处理厂，污泥处理大都设污泥厌氧消化池，消化池沼气产量大，一般有沼气发电，有关资料介绍，可以解决污水厂50%能源。亚洲国家，日本30%污水厂未设污泥厌氧消化池。我国污水处理厂两种技术路线均有采用，已运行的污水处理厂，消化池所产沼气量远低于设计值，沼气发电设备不能连续运行，所提供的能量根本无法维持消化池的正常运行。其主要原因：我国城市污水厂的污泥有机物含量低，一般只有50%左右，而发达国家为70～169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证80%，一般情况下，新鲜污泥中有机物含量越高，有机消化率的分解程度也越高。按莫开佰和埃肯菲尔德推荐的污泥有机物含量和消化率关系曲线可以看出：污泥有机物含量55%，消化率仅为35%，而有机物含量增至80%时，消化率可高达85%以上，净分解量增加了2.6倍，由此可见，由于污泥有机物组份低，在其它条件相同时，单位体积污泥产气率也低。由于我国居民食品结构以粮食、植物油、蔬菜和豆制品为主，人均肉、奶制品少，所以生活污水中的VSS值较低，有机组份中的淀粉、糖类和纤维等碳水化合物比重很大，而脂肪含量很低。如纪庄子污水厂初沉池污泥中的有机物，碳水化合物占50%以上，蛋白质占30%，脂肪仅占20%，而西德城市污水污泥中的有机物，碳水化合物占17%，蛋白质占有43%，脂肪占40%。碳水化合物、蛋白质、脂肪是影响产气率的重要成分，分解单位重量有机物气体生成量的顺序为：脂肪>碳水化合物>蛋白质，甲烷生成量的顺序为：脂肪>蛋白质>碳水化合物。由于我国城市污水的污泥属高碳水化合物和低脂肪类型，造成产气量和甲烷产量低。1.1.1污泥处理的目的污水处理过程中产生的污泥，有机物含量较高，并且很不稳定，易腐化，含有大量病菌及寄生虫，若不经妥善处理和处置将造成二次污染，必须进行必要的污泥处理和处置。污泥处理的目的：1．减少有机物，使污泥稳定化；2．减少污泥体积，降低污泥后续处置费用；3．减少污泥中有害物质；4．利用污泥中可用物质，化害为利；5．减少病原菌及寄生虫的数量；6．作为肥料可改善土壤，不会板结。1.1.2污泥处理设计原则1．根据污水处理工艺，按其产生的污泥量、污泥性质，结合当地的自然环境及处置条件选用符合实际的污泥处理工艺。2．根据城市污水厂污泥排出标准，采用合适的脱水方法、脱水后污泥含固率大于20%。3．妥善处置污水处理过程中产生的污泥，避免二次污染。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证4．尽可能利用污泥中的营养物质，变废为宝。污水处理过程中产生的污泥集中到污泥处理系统。本工程的污泥处括一级处理产生的污泥及污水二级处理所产生的剩余活性污泥。污泥是污水处理过程的最终废弃物，处理不当将会造成新的污染。1.1.1污泥处理方案选择在城市污水处理过程中，无时无刻不在产生着大量的污泥。正是这些污泥的不断产生，才使污染物与污水分离，从而完成污水的净化。对于产生的污泥，如果不予以有效地处理和处置，仍然会污染环境，使污水处理厂的功能不能完全发挥。污泥处理工艺流程包括四个处理或处置阶段，即污泥的减量化、稳定化、无害化和资源化。1.污泥处理污水处理厂的污泥处理，包括以下处理：(1)污泥浓缩（减量化）对于含水率较高的污泥为了减少后续工序（脱水及消化）的负担，通常要进行污泥浓缩，使污泥含水率降到95～98%，污泥浓缩方法分为重力浓缩和机械浓缩。(2)污泥稳定（稳定化）污泥稳定处理的目的在于通过某种化学的、生物化学的或物理化学的方法减少污泥中有机成分的含量，使其达到化学性质的稳定化。稳定处理是否完全必要及其需要达到的程序，主要取决于后续工序—污泥最终处置。(3)污泥无害化处理（无害化）污泥中存在致病菌和寄生虫卵，易传播疾病，通过处理，杀灭污泥中的致病菌和寄生虫卵，达到卫生无害化。(4)污泥脱水（减量化）为了进一步减少湿污泥量便于运输，节省污水处理厂运行费用，污泥一般都要进行脱水，脱水后污泥含水率可达75%～80%，然后运出厂外，易于处置。2.污泥处置（资源化）目前，国内外普遍采用的污泥最终处置有填埋、热处理及焚烧技术、农用污泥的综合处理等方式。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证(1)污泥的填埋污泥的填埋按其防止二次污染的措施又分为简单填埋和卫生填埋两种方式。简单填埋是指在自然条件下，采用坑、塘以及洼地等自然填埋，不加覆土掩盖和防止污染措施的填埋方法。卫生填埋是指能对填埋气体和渗滤液进行控制的科学填埋方式，其与传统填埋的根本区别主要在于卫生填埋过程中采取了底、侧层防渗与废气回收处理，覆压实作业等措施，从而避免了目前采用的传统填埋方式所造成的二次污染。卫生填埋设施及作业设备简单，一次性投资相对较小，但是其占地面积大，运输距离远，场址不易选择，而且随着环保标准的日益严格，对填埋场的设计和施工标准越来越高，其建场投资和填埋费用也相应提高。(2)污泥的焚烧污泥的焚烧是最彻底的处理方法，可使污泥中的碳水化合物转变成CO2+H2O，同时在高温下杀灭病毒、细菌，在焚烧过程中所产生的热能可以得到合理利用。该处理方法技术特点如下：A．污泥焚烧处理后，污泥中的病原体被彻底消灭，燃烧过程中产生的有毒有害气体和烟尘经处理后达到标准排放，无害化程度高。B．污泥经焚烧后，减容量大，一般可减容80%～90%，可节约大量填埋场地。C．污泥焚烧所产生的高温烟气，其热能被废热锅炉吸收转变为蒸汽，用来供热及发电，实现污泥处理的资源化。D．污泥焚烧厂占地面积小，尾气经净化处理后污染较小，场址选择较灵活。E．焚烧处理可全天候操作，不受天气影响。焚烧法可分为两类：一类是将脱水污泥直接送焚烧炉焚烧，另一类是将脱水污泥先干化再焚烧。污泥焚烧要求污泥有较高的热值，因此污泥一般不进行消化处理。第一类直接焚烧工艺可燃烧75%～80%含水率的污泥，为了保证污泥的稳定燃烧并对污泥含水率的波动具有一定的适应性，一般都需掺入辅助燃料，采用循环流化床焚烧炉最为理想。此类设备由于技术要求较高，国内厂家对此尚无把握，因此目前只能选用国外设备。第二类干化焚烧联合工艺的关键在于干化。干化所需热源由焚烧炉提供，干化设备国内尚无成熟设备，因此需采用国外设备，关于焚烧炉，可以采用国产的循环流化床设备。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证无论是直接焚烧，还是干化后焚烧工艺在国外已有大量的工程实例，但所需投资大，占用资金周期长，另外焚烧过程中产生的“二恶英”问题必须有很大投入才能有效解决。(3)污泥农用污泥中的营养成份和部分有机物是可以被利用的。污泥除了具有一定肥效外，还具有“土壤改良剂”的作用。将污泥应用于致密结构的土壤中，会使土壤膨松，改良土壤的持水性能。但是污泥中可能含有一些致癌物质和重金属化合物，动物、植物长期接触后会造成慢性中毒，去除这些有害物质往往需要很高的成本，处理成本无法和经济效益相平衡，因此尚未得到普遍的推广。(4)国外目前污泥处理技术及其发展方向国外目前广泛采用的污泥处理技术可以归纳为三大类：*土地处置：包括污泥农用和应用于森林或园艺；*单独或者与生活垃圾共同填埋；*热处理。污泥的土地处置在未来可能是主要的污泥处置方法，尤其对于小型污水厂较多采用。在土地资源比较丰富的区域，污泥的填埋技术应用比较常见，如在欧洲污泥的填埋一般与市政固体废弃物一起进行。在希腊污泥几乎全部填埋，葡萄牙和卢森堡污泥填埋所占比例均超过80%，法国和英国的填埋比例也超过50%，而美国填埋和土地表面处置占35%。在有些欧盟国家则鼓励污泥农用，其农用比例大致与填埋相等，但污泥农用也受一些不确定因素，如农民接受污泥程度的影响。在日本污泥的最终处理，则普遍采用脱水后焚烧、干化后利用、脱水后利用三种工艺。但是较大污水处理厂大多采用焚烧处理工艺，并且随着社会发展焚烧所占比例逐年增加。3.污泥处理方案确定污泥处理方法的选择与污水处理方案、规模、当地条件、环保要求、运行费用、维护管理及污泥处置方法等因素有关。污泥处理方法通常分为两种：(1)对于在污水处理工艺中泥龄较长、污泥性质稳定的污泥处理，可采用直接浓缩、脱水的方法处理。(2)169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证对于在污水处理工艺中泥龄较短、污泥性质不稳定的污泥处理，通常采用的方法为污泥消化处理，消化处理分为好氧消化和厌氧消化，国内普遍采用厌氧消化。经消化后的污泥进行浓缩脱水。根据国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的要求，污泥应进行稳定化处理。本污水厂的污水二级生物处理采用泥龄15天左右，污泥基本稳定，而且污水处理厂目前的用地也比较紧张，为节省工程投资、降低运行费用，本工程污泥处理采用直接浓缩脱水后外运填埋。其工艺流程如下图所示。污泥处理工艺流程框图污水厂的污泥经浓缩脱水后，含水率在80%左右，根据最新颁布的生活垃圾填埋场污染控制标准（GB16889-2008）的规定生活污水处理厂的污泥经处理后含水率要小于60%才可以进入生活垃圾填埋场填埋处置。如果采用填埋处理就要对污水厂处理后的污泥进行再处理，使污泥含水率小于60%。因此，相关部门可根据实际情况，为污水厂配套建设一座污泥处理厂，对污水厂出来的污泥进行再处理。根据汪清县的总体规划，污泥处理厂的建设属于其他工程范畴，在本次设计中将不再赘述。1.1除臭工艺方案1.1.1污水处理厂恶臭主要组分及来源城市污水处理厂产生恶臭的污染源主要有进水部分和污泥处理部分，即进水粗格栅间、细格栅间、旋流沉砂池、氧化沟、污泥贮池等工序。恶臭主要由氨气、硫化氢、硫醇、VFAs、VOCs等组成。且臭气浓度随着季节及构筑物的不同变化较大。1.1.2臭气除臭标准产生的臭气组分主要有氮（N2）,氧（O2）,二氧化碳（CO2169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证）、硫化氢（H2S）、氨（NH3）、甲烷（CH4）以及一些产生臭味的气体，如胺类，硫醇、有机硫化物、粪臭素、吲哚等微量有机组成气体。其中氮（N2）,氧（O2）,二氧化碳（CO2）是空气中的组分，对空气没有危害，不需要进行处理。硫化氢（H2S）：会产生臭味，影响大气质量，硫化氢是酸性气体，其水溶液为氢硫酸，为一种二元酸，硫化氢酸性气体会对污水管道、建构筑物、控制柜、设备等产生酸性腐蚀。氨（NH3）：会产生臭味。甲烷（CH4）：是易燃易爆气体，给污水处理厂带来爆炸的危险。其他一些有机组分产生臭味，影响居民生活和大气质量。根据资料分析，污水处理厂散发的臭气中污染物的主要成份是硫化氢、甲硫醇、甲硫醚和氨等。一般大中型二级污水处理厂恶臭污染物浓度和臭气强度的对应关系见下表：恶臭污染物浓度和臭气强度对应表恶臭污染物H2S（硫化氢）CH3SH(甲硫醇)（CH3）2S(甲硫醚)NH3（氨）浓度（ppm）2.40.100.156.4浓度（mg/m3）3.380.140.219.0臭气强度（级）4.54.73.23.2目前，许多国家对污水厂的臭气防治都有要求，我国的环境保护工作起步较晚，以往的研究和管理也着重于大气、水质的研究和治理，对城市气味污染的调查治理和有关测试标准等方面研究还是近几年才开始着手进行。国家对不同地区分别制定了不同的排放标准，列入《环境空气质量标准》（GB3095）中一类区的执行一级标准，一类中不得建设新的排污单位；列入二类区的执行二级标准；列入三类区的执行三级标准。按照标准要求，目前，汉沽营城污水处理厂执行二级标准。自2003年7月1日起，城镇污水处理厂污染物排放将执行新标准（标准号：GB18918-2002），在新标准中，对污水厂厂界处的废气排放制定了详细规定，见下表：169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证厂界（防护带边缘）废气排放最高允许浓度（单位：mg/m3）序号控制项目一级标准二级标准三级标准1氨1.01.54.02硫化氢0.030.060.323臭气浓度1020604甲烷（厂区最高体积浓度％）0.5111.1.1常用除臭工艺方案比较与确定除臭方案工艺比较表序号除臭法名称工艺原理应用领域优缺点1化学法利用吸收液中溶质与恶臭气体反应，将致臭物质去除适合于处理中高浓度，组分较单纯的恶臭气体针对不同恶臭气体需采用不同吸收液，对操作人员素质要求高，维修要求高，运行费高。2活性炭吸附法利用活性炭等多孔材料的巨大比表面积吸附恶臭气体分子，利用活性炭吸附塔可以去除多种臭气物质，如乙醛、吲哚等可通过物理吸附作用去除，而硫化氢和硫醇等可通过在活性炭表面进行的氧化还原反应等化学作用去除由于吸附剂不便频繁再生，因此该法常用于低浓度臭气物质的去除和臭气的后处理过程（即低浓度高净化要求的恶臭气体）对于市政污水处理厂恶臭可行，但活性炭吸附法的除臭效果与臭气物质的化学有关，该法对硫化氢等含硫化合物的去除效果较好，但对氨等含氮化合物的去除效果稍差。另外，活性炭的再生与替换价格昂贵，劳动强度大，水蒸气饱和会明显降低活性炭吸附能力。与除湿装置有关的设备成本和运行费用昂贵。当废气中有粘物存在时，易堵塞孔隙，增大压损及耗电量，产生二次污染3植物提取液将特殊天然植物提取液雾化并均匀地分散在空气中，空气中的异味分子与其发生分解、聚合、取代、置换和加成等等的化学反应，最终生成水、氧、氮等而失去臭味。对于市政污水处理厂恶臭可行，但运行费用较高。因为植物提取液目前尚无国产须全部依赖进口，雾化喷嘴宜堵塞，需大量备品备件，维修费用高，不宜在大型污水厂采用。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证4离子法除臭离子法除臭工作原理包括了物理和化学过程，过程涉及预荷电集尘、催化净化及正负离子发生作用。主要利用空气通过离子发生装置时，产生离子化过程，形成正负氧离子，与臭气分子产生CO2、H2O、NOX等无味物质而达到除臭效果。适宜处理小规模，中低浓度的臭气对于市政污水处理厂恶臭可行，但处理较高浓度的臭气时效率低，且处理效果不稳定，抗冲击负荷能力弱。处理后出口监测数据接近0，但由于反应机理的可逆性造成处理系统下风向一定距离处臭气重新形成。其中具体原因尚在研究。5生物法利用湿润填料上的水膜及微生物膜吸附、吸收恶臭气体，并最终通过微生利用将其降解和去除。适宜处理中低浓度，能被微生物降解的各种恶臭气体。规模可达50000m3/h以上。对于市政污水处理厂恶臭可行，高效。生物法抗冲击负荷能力强，处理量大时费用低，运行费用低，维护方便，简单经济，吸收率高，不产生二次污染。1.1.1.1常用除臭工艺方案经济比较（气量5000m3/h为例）除臭方案工艺经济比较除臭工艺项目生物滤池土壤脱臭化学吸收优点适于处理中低浓度的气体；运费较低；可处理复合气体，没有二次污染构造简单，运转费低，没有二次污染适合于处理大气量，高浓度的恶臭气流缺点装置占地面积大（占地约8.5×7m）占地面积较大（占地约300m2），不适于降暴雨、下大雪地区；对于高温、高湿和水分、尘土、微尘等气体须予处理。只能针对某几种气体进行去除；维修要求高；对操作人员素质要求较高；运行费用（能耗、药耗）稍高；二次污染处理效果把微生物固定在填料上，耐冲击负荷高，除臭效率大于90%。易受地下水及冬天低气温的影响，难于稳定地处理，除臭效果一般。去除效率可达95%以上，但只能去除和药剂反应的气体，除臭效果不完全。设备费约55万（全套）约30万(不含土壤层)约50万（全套）装机容量7.7KW5.5KW21.6KW169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证运行费用每日电费184.8元（每天工作24h，每度电费1元）132元（每天工作24h，每度电费1元）518.4元（每天工作24h，每度电费1元）每日耗水量5.4m3—15m3每日水费8.1元—22.5元每日药费——62.5元合计约190元约130元约600元1.1.1.1生物滤池及与生物滴滤池工艺的比较与分析生物滤池与生物滴滤池工艺方案比较有机填料无机填料备注成分说明一般是混合填料，填料主要采用有机与无机成分混和，其中有机成分主要起吸附、过滤臭气、微生物附着生长成膜以及提供微生物所需碳源的作用；无机成分主要起接种、防板结、防酸化等作用。是惰性的。一般为鲍尔环、多面球等。材质为PP或陶瓷等。使用寿命10年左右一般化工填料的使用寿命为5～8年，陶瓷填料寿命更长成本获得方便，廉价，更换成本低于1500.00元/m32500～4000元/m3优缺点优点：比表面积大，吸附能力强，本身能提供微生物生长所需的多种元素而不需单独添加营养，微生物附着性好，对于中低浓度的负荷变化适应快，运行过程免维护，管理方便，间歇运行几乎不影响处理效果。缺点：由于有机成分在使用过程中会被分解，使用寿命短。优点：强度高，空隙率大，阻力损小，使用寿命长。缺点：比表面积有限，吸附能力差，微生物附着性一般，对浓度、成分变化的适应能力差，间歇运行存在微生物难维护的问题169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告工程方案论证强度一般，空隙率小，阻力损失大优势应用领域城市污水厂、泵站等以含硫、氮元素为主要致臭物质的中低浓度废气。成分丰富、浓度高的工业源废气，如石化行业的含烃、苯系物等废气。运行维护补充说明：有机填料的运行维护优于惰性填料，由于有机填料本身存在大量的可供利用的碳源、木质素、纤维素等，相对较容易维护，运行的浓度负荷范围较宽。尤其是长时间停机后，有机填料处理工艺无需特殊的操作，再启动到正常运行所需的时间较滴滤池短得多。惰性填料处理工艺一旦停止运行超过半个月以上，要想再次启动就要更换或清洗全部填料，因为原来生长好的生物膜可能受损、干裂，或霉菌等丛生，造成堵塞。而有机填料处理工艺由于有机质的存在而不会出现此类情况。而且，由于惰性填料在正常运行过程中必须不断添加营养源，也导致了运行成本的增加和维护的难度。而有机填料则不存在这样的问题。1.1.1.1除臭工艺方案选择经过上述对除臭工艺方案的技术比较与经济比较后，本项目推荐采用生物滤池除臭系统设计。1.2污水处理厂推荐方案经过以上对各种处理工艺的比较论证，确定，本次汪清县县城污水处理工程的推荐处理工艺流程为：1、污水处理工艺流程根据进水水质条件及出水水质要求，污水处理厂采用的工艺流程如下：污水→粗格栅及污水提升泵房→细格栅→曝气沉砂池→改良AA/O生化池→二沉池→外线消毒池→汪清河。2、污泥处理工艺流程二沉池排泥→污泥储池→污泥机械浓缩脱水间→泥饼外运。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告污水管网设计1污水管网设计1.1设计规模污水管网按照远期2020年5万m3/d的规模进行设计。1.2污水管网设计1.2.1管网设计原则本工程污水收集系统的设计从总体及长远角度考虑。污水管道按2013年规划服务面积布置，水量规模按2020年规模设计，并充分考虑实际污水量的增长情况。污水管道设计流量为上游转输流量和该管段收集水量之和，其收集污水量按其服务面积、服务人口和工业及相应的排水定额或比流量确定。污水变化系数根据该管道的平均流量按规范选取。尽量利用现有地形条件铺设管道，以减少埋深及泵的提升，并尽量避免穿越障碍物。污水管道一般沿城市现有道路和规划道路敷设。按地势划分区域，并与规划协调衔接。污水管网的设置，尽量采用自流方式。管网计算，应考虑是否有转输污水量，并统筹安排排污水主要干管的位置，做到干管距离最短。管网规划和设计适当超前，并充分考虑近远期的结合。1.2.2污水管网设计方案根据规划区域地形地势，本区域污水排放大致分为二个排水区域，分别为位于汪清河以南、东丙路以西、南林街以北的河南区域以及位于汪清河以北、滨水路以东、北山街以南的河北区域。对于县城内的污水管网布置，我们提出两个方案进行比较：169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告污水管网设计方案一：在河北区域汪清河北岸的滨河北街铺设一条污水干管，在河南区域汪清河南岸的滨河南街铺设另一条污水干管，河北区域的滨河北街的污水干管在东振桥位置穿越汪清河后，与河南区域的滨河南街污水干管汇合，汇合后污水总干管沿滨河南街、东振街敷设，沿途收集各管段转输来的污水输送至污水处理厂。方案二：河南、河北区域共用一条污水总干管，总干管沿汪清河河床底敷设，总干管在东振桥附近再移至滨河南街、东振街敷设，沿途收集各管段转输来的污水输送至污水处理厂。这两个方案各有优缺点，方案一需要沿河布置两条污水干管，方案二只需要在汪清河河床底铺设一条污水干管，从管材造价上来看，方案二要优于方案一。但是，从施工角度方面考虑，方案二在河底施工，所需要的围堰施工等所产生的费用则要远远大于方案一的两条干管的开槽施工费用。另外，如果由于施工措施采取不当，将很大程度上加大置于河底的污水管道的渗漏率，导致进入污水处理厂的水质变化较大，同时也不利于日后管网的检修维护，因此，本工程不在考虑第二方案。1.1.1污水管网设计各排水区域如下：河南区域：该部分服务区域面积为8.812km2，其中生活区服务区域面积为7.941km2，工业区服务区域面积为0.871km2。主要沿滨河南街、东振街铺设污水干管，沿途收集各管段转输来的污水，在东振街与铁南街交汇处位置继续向前延伸，穿越汪清河后进入污水处理厂，处理达标后排水汪清河。AAAA主干线直径DN300～1200,污水水管道布置在道路北（东）侧。管道埋设深度2.3m～7.95m，最小设计流速1.46m/s。河北区域：该部分服务区域面积为4.103km2，其中生活区服务区域面积为2.363km2，工业区服务区域面积为1.740km2。主要沿滨河北街铺设污水干管，沿途收集各管段转输来的污水，在东振桥位置，穿越汪清河后，进入汪清河南侧的滨河南街污水干管后，进入污水处理厂。AAAA主干线直径DN300～900,污水水管道布置在道路北（东）侧。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告污水管网设计管道埋设深度2.3m～8.22m，最小设计流速1.46m/s。1.1.1污水管道设计计算一、计算公式及参数1．平均流量：式中：A——设计管段服务面积(km2)q0——比流量(m3/km2·d)A生活=10.304km2q0生活==2350.081m3/km2·dA工业=2.611km2q0工业==10291.900m3/km2·d2．设计流量：Qmax=Qs×k式中：Qmax—污水干管设计流量(L/s)Qs——污水平均日流量(L/s)K——污水量总变化系数3．设计流量与管道设计流速的计算公式目前在排水管道的水力计算中仍采用均匀流公式，常用的均匀流基本公式有：设计流量公式：Qmax=W×V式中：Q—流量(m3/s)W—管渠过水断面面积(m2)V—流速(m/s)设计流速公式：式中：V—流速(m/s)R—水力半径(过水断面面积与湿周的比值)(m)I—水力坡度(即水面坡度，等于管底坡度)C—流速系数或称谢才系数C值一般按曼宁公式计算即：n—管壁粗糙系数。高密度聚乙烯管的n=0.009。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告污水管网设计综合上述公式得：设计流速公式：设计流量公式：二、主要计算参数1．管道设计流速V：——污水管道在设计充满度下的最小流速为Vmin=0.60m/s；——非金属排水管道的最大设计流速为Vmax=5m/s。2．最小管径与最小设计坡度最小管径为300mm，相应的最小设计坡度为0.003。3．污水管道最大设计充满度参见下表。污水管道最大设计充满度管径(mm)最大设计充满度200~3000.55350~4500.65500~9000.70≥10000.754．污水量总变化系数K详见下表。污水平均日流量(L/s)5154070100200500≥1000污水量总变化系数K2.32.01.81.71.61.51.41.35．管道连接：管道在管径相同时采用水面平接；管径不同时采用管顶平接，使下游管段起端和管内底标高低于上游管段终端管内底标高；特殊情况时采用跌水连接方式。1.1排水管道的断面及材质选择一、管渠的断面形式169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告污水管网设计排水管渠的断面形式必须满足静力学、水力学以及经济上和养护管理上的要求。在静力学方面，管道必须有较大的稳定性，在承受各种荷载时是稳定和坚固的；在水力学方面，管道断面应具有最大的排水能力，并在最小设计流量下不产生沉淀物；在经济方面，管道造价应该是经济合理的；在养护管理方面，管道断面应便于冲洗和清通，尽量避免淤积现象。常用管渠断面形式有圆形、半椭圆形、马蹄形、蛋形、矩形、弧形流槽的矩形、带低流槽的矩形、梯形等。针对本工程近期流量与远期流量相差较大的特点，为保证在不同流量下均能满足最小流速要求，且要将主管渠的水力坡降控制在0.6-0.7‰左右，经过对上述不同形式断面管渠在不同流量下进行水力计算，并结合静力学、水力学以及经济上和养护管理上的要求，确定采用圆形断面这一形式作为污水主干管的设计断面形式。圆形断面具有较好的水力性能，在一定的坡度下，制定的断面面积具有最大的水力半径，因此流速大，流量也大。此外，圆形管便于预制，对外部压力的抵抗力较强，埋入地下后能获得较高的稳定性，在运输和施工养护方面也较方便，因此是最常用的一种断面形式。二、管道材质的确定排水管渠必须具有足够的强度，以承受外部的荷载和内部的水压，外部荷载包括土壤的重量—静荷载，以及由于车辆运行所造成的动荷载。压力管及倒虹管一般要考虑内部水压。自流管道发生淤塞或雨水管渠系统的检查井内充水时，也可能引起内部水压。此外，为了保证排水管道在运输和施工中不致破裂，也必须使管道具有足够的强度。排水管渠应具有能抵抗水中杂质的冲刷和磨损的作用，也应该具有抗腐蚀的性能；排水管渠必须不透水，以防止污水渗出或地下水渗入；排水管渠的内壁应光滑，使水流阻力尽量减小；排水管渠应就地取材，并考虑到预制管件及快速施工的可能，以便尽量降低管渠的造价及运输和施工费用。现阶段在我国用于污水管道的常用管材有混凝土管和钢筋混凝土管、HDPE双壁波纹管、陶土管、金属管和玻璃钢管等新型管材。其中陶土管耐酸抗腐蚀性好，适用于排除酸性废水或管外有侵蚀性地下水的污水管道，但陶土管质脆易碎，不宜远运，不能承受内压，抗弯抗拉强度低，不宜铺设在埋深较大的地方，此外，管节短，需要较多的接口，增加施工的难度与费用，不适用于本工程。1.混凝土管、钢筋混凝土管和预应力钢筋混凝土管混凝土管的管径一般小于d500mm，长度多为1米169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告污水管网设计，适用于管径较小的无压管。当管径较大、管道埋深较大或铺设在土质条件不良地段，为抗外压，通常都采用钢筋混凝土管。混凝土管、钢筋混凝土管因制作工艺简单、造价低、较适合我国的经济状况而得到普遍应用。预应力钢筋混凝土管按生产工艺分成两种，一种为加工工艺分三步成型，通常称为三阶段预应力混凝土管；另一种方法为加工工艺采用一次成型，通常称为一阶段管。预应力混凝土管口径一般在d2000mm以下，工作压力在0.4～1.2MPa。2.玻璃纤维增强热固树脂夹砂管(玻璃钢管)玻璃钢管的特点是强度较高、重量轻、耐腐蚀、不结垢、内壁光滑阻力小，在相同管径、相同流量条件下比其他材质管道水头损失小、节省能耗。玻璃钢管的连接可采用承插式，并设置胶圈安装方便。玻璃钢管相对而言其管壁较薄为柔性管道，对基础与回填要求较高。玻璃钢管行业生产标准已颁发，施工验收标准和设计规范正处于编制中。玻璃钢管水头计算的内壁粗糙系数设计时一般取n=0.009，寿命一般为50年。但是，玻璃钢管也有其自身的缺点。首先，玻璃钢管抗压强度高主要是指它的抗内压能力，而它的抗外压能力却较低，通常要预先压制成扁椭圆状再埋地，以承受外荷载和土压力；同时，它的接口常常渗漏；而且玻璃钢管的每米价格要大大高于钢筋混凝土管。3.钢管钢管应用历史较长使用范围较广，排水工程一般选用螺旋焊缝与直缝焊接钢管。螺旋焊接钢管采用卷板，利用螺旋管焊接生产线一次成型。国内已可生产DN2500mm螺旋焊接钢管。螺旋焊管受加工工艺影响，管材存在较大残余应力，这部分残余应力与管道运行期间工作应力组合后，降低了管道承受内压的能力。另外，螺旋焊接钢管的焊缝较直缝焊接管的焊缝长，这就意味着螺旋焊接钢管薄弱环节多可靠性差。但由于排水工程管道内压一般较低，即使螺旋焊接钢管存在上述问题也不影响其在排水工程中的应用。4、高密度聚乙烯管（HDPE）169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告污水管网设计高密度聚乙烯管包括双壁波纹管和大口径缠绕增强管。是一种以高密度聚乙烯（HDPE）材料，采用特殊工艺生产的，从管材生产工艺讲，有直接挤出成型和缠绕成型两种工艺，采用直接挤出成型工艺的结构壁管又有双壁波纹管和环形肋管两种，这两种管材的优点是整体性好、重量轻、连接方便可靠。缠绕成型的结构管壁可分为中空壁缠绕管和螺旋缠绕式“波纹管”管道，这两种管材的优点是在可以轻易生产较大口径的管材，生产能力大。根据要求可制成环刚度不同的管材(抗外负载)，粗糙系数n＝0.009，使用环境温度－30～70℃。高密度聚乙烯双壁波纹管最大可做到Φ1200，一般用在Φ600～Φ1000，高密度聚乙烯缠绕结构壁螺旋管最大可做到Φ2500，一般应用在Φ1000～Φ1600。HDPE管具有耐磨损，耐腐蚀，阻力小，过流能力强，使用寿命50年以上，连接方便，密封性能好，不易渗漏等优点，本身良好的柔韧性及柔性接口抗不均匀沉降性能强，重量轻，施工简单，节约工期。因属柔性管道，要求回填土施工质量高；高密度聚乙烯管可采用热熔连接、承插橡胶圈连接、承插粘结、管卡连接、法兰连接等多种连接方式。相同的高密度聚乙烯管材互相连接时，可采用专用热熔工具将连接部位表面加热，直接对其进行热熔，冷却后连接成为一体，热熔连接方式的试压应在24小时后。也可以采用承插橡胶圈连接，因接口起主要作用的是橡胶圈，所以对橡胶圈的要求很高，管道承插接口的弹性密封橡胶圈应由管材生产厂家配套供应，采用氯丁橡胶或其他具有耐酸、碱、污水腐蚀性能的合成橡胶制成，邵式硬度为45～55MPa，外观需光滑平整，不得有气孔、裂缝、卷褶、破损、重皮等缺陷，接口时先将承口内壁清理干净，并在承口内壁及插口橡胶圈上涂润滑剂，将插口缓缓均匀地插入承口。承插粘合剂粘结时，粘接前必须进行试组装，清洗插入管的管端外表面约50mm长度和管件承接口的内壁，最好再用沾有丙酮的棉纱擦洗一次，然后在两者粘合面上用毛刷均匀地涂上一层粘合剂，不得漏涂，涂毕即旋转到理想的组合角度，把管材插入管件的承接口，轻轻敲击，使管材全部插入承接口，约两分钟后不能再拆开或转换方向，及时擦去结合部挤出的粘胶以保持管道清洁。高密度聚乙烯管还可采用法兰式连接方式。同时在技术性能方面HDPE管具有混凝土管不可比拟的优点，主要表现在：（1）混凝土管摩阻系数n1=0.013，HDPE管摩阻系数n2=0.009由公式得出=1.2，也就是说通过相同流量的情况下，HDPE管的管径比混凝土管的管径缩小大约20%。以此为前提相比较，那么HDPE管要比混凝土管便宜。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告污水管网设计（2）HDPE管可现场卷制管材，单根管可制成单根混凝土管的若干倍长，因此HDPE管接口少，施工方便。（3）HDPE管的防腐性能要优于混凝土管。（4）HDPE管重量轻，故现场施工吊装要优于混凝土管。（5）HDPE管对地质的不均匀沉降适应性强。在本污水工程中，管材的选择应从工程的规模、重要性、管径及管道内工作压力的要求经济合理等方面进行综合分析后确定。由于管道工程占全部工程的投资比重较大，因此经济合理的确定管材对节省投资、方便施工、安全运行意义较大。为了详细说明比较，本工程针对比较常用的钢筋混凝土管、HDPE管的管材技术经济比较如下表：钢筋混凝土管HDPE排水管优点1、耐久性好2、价格低廉3、利用了钢筋的强度和混凝土的耐腐蚀性及其刚度，因此有较长的使用寿命1、强度高2、耐腐蚀性能好3、摩阻系数小n2=0.0094、施工安装方便缺点1、笨重，给施工增加一定难度2、摩阻损失较大n1=0.00131、抗老化性能较差，在日光（主要是紫外光）的照射下会迅速老化；2、对温度的反应也十分敏感，温度增高时，其强度降低。但管材埋地，不会发生以上所述的情况。管材造价比较（万元／km）钢筋混凝土管HDPE管管道基础（元／m）单价（元／m）运费500km（元／m）合计（元／m）管材造价（元／m）DN30023.928424131.92110DN40031.39642169.3232DN50039.512066225.5298169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告污水管网设计DN60050.65158.596305.15406DN800106.23267.5168541.73907DN1000152.60444261857.601311DN1100188.264903301008.261368DN1400284.367574801521.361645DN1600410.2010987202228.202980DN1800499.3613108402649.363140通过以上技术经济比较表明，如果混凝土管再加上接口、吊装等施工费用，HDPE管与混凝土管的同等管径费用相接近，HDPE管稍高于混凝土管道。但是以技术性能方面HDPE管具有混凝土管不可比拟的优点，主要表现在：1、混凝土管摩阻系数n1=0.013，HDPE管摩阻系数n2=0.009由公式Q=A·υ=π/4·D2·1/n·R2/3·i1/2，得出D1/D2=(n1/n2)1/2=1.2，也就是说通过相同流量的情况下，HDPE管的管径比混凝土管的管径缩小大约20%。以此为前提相比较，那么HDPE管要比混凝土管便宜。2、HDPE管可现场卷制管材，单根管可制成单根混凝土管的若干倍长，因此HDPE管接口少，施工方便。3、HDPE管的防腐性能要优于混凝土管。4、HDPE管重量轻，故现场施工吊装要优于混凝土管。5、HDPE管对地质的不均匀沉降适应性强。6、混凝土管需要混凝土基础，而HDPE管正常情况不需要混凝土基础。经以上对管材、基础、运费等方面比较，综合造价同等管径情况下两种管材价格基本接近。同时根据〈建设部推广应用和限制禁止使用技术〉文件规定管径≤500mm的平口或企口混凝土排水管限制使用于城镇市政污水、雨水管道系统。通过上述综合分析，我们认为污水管道采用HDPE双壁波纹管是比较合理的，它具有强度高、耐腐蚀性能好、摩阻系数小、施工安装方便、施工简便等特点，其使用年限可达50年以上，故本工程埋地污水管道优先选用HDPE双壁波纹管。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告污水管网设计1.1污水管网工程数量表名称规格单位数量材料备注HDPE双壁波纹管d300m28529.25HDPEHDPE双壁波纹管D400m6616.38HDPEHDPE双壁波纹管D500m2895.49HDPEHDPE双壁波纹管D600m1592.88HDPEHDPE双壁波纹管D700m3757.45HDPEHDPE双壁波纹管D800m1466.04HDPEHDPE双壁波纹管D900m228.14HDPEHDPE双壁波纹管D1000m2502.90HDPEHDPE双壁波纹管D1100m1055.71HDPEHDPE双壁波纹管D1200m131.66HDPE169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告污水处理厂工程设计1污水处理厂工程设计1.1污水处理厂处理工程工艺设计1.1.1工艺流程1、污水处理工艺流程根据进水水质条件及出水水质要求，污水处理厂采用的工艺流程如下：污水→粗格栅及污水提升泵房→细格栅→曝气沉砂池→改良AA/O生化池→二沉池→紫外线消毒池→汪清河。2、污泥处理工艺流程二沉池排泥→污泥储池→污泥机械浓缩脱水间→泥饼外运。1.1.2污水处理厂平面布局设计本工程将污水处理厂的厂区选在汪清县西北部，汪清河铁路大桥下游北岸，汪牡公路的出口处，厂址地势比较平坦，目前大部分为荒地。在厂区平面布置上充分考虑处理厂的自然条件及功能分区要求，形成污水预处理区，二级处理区、污泥处理区、生产管理区。预处理区主要有粗格栅及提升泵房、细格栅及曝气沉砂池，位于厂区北侧，二级处理区包括2座生化池池。污泥处理区设置在预处理区西侧。生产管理区设施设在厂区东南部，远离环境差、臭味大的预处理区和污泥处理区，位于上风向。水厂设一个出口，位于生产管理区。整个处理厂各功能分区通过厂区道路得以明确。1.1.3污水处理厂单体设计污水处理厂近期工程设计规模为25000m3/d，其有关参数值如下：平均日污水流量Q=25000m3/d=1041.67m3/h=0.289m3/s污水流量的总变化系数K总=1.47最高日最大时污水流量Qmax=K总·Q=1531.25m3/h=0.425m3/s169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告污水处理厂工程设计1.1.1.1粗格栅间粗格栅是污水处理厂第一道处理工序，它主要去除污水中较大的漂浮物，并拦截直径大于20mm的杂物，以保证污水提升泵的正常运行。主要设计参数如下：数量：1座设计流量：Q=1531.25m3/h栅前水深:h=0.71m过栅流速:V1=0.9m/S栅条间距：b=20mm设备宽度：D=1000mm格栅水平面倾角：a=75°格栅机类型：回转式格栅除污机粗格栅间土建按照远期50000m3/d规模设计，设备安装按照近期25000m3/d规模考虑，近期流量总变化系数为1.47。格栅间平面尺寸为9.5m×15.3m，地上部分高6.1m，地下部分深8.25m。共设置2台回转式粗格栅除污机，1用1备（远期增加1台），设备宽B=1m，栅条间距20mm，格栅安装倾角为75°。对应每套格栅的进出水渠道宽1m，上设有1m×1m暗杆式铜镶铸铁方闸门（配套手电两用手电两用启闭机）共计4套。格栅间内设D=200mm，Q=2.4m3/h，L=7.5m的无轴螺旋输送机一套；设栅渣压榨机一套，处理能力1.0m3/h，压榨后的栅渣含水率为45%。格栅控制采用时间程序及格栅前后液位差双重控制。1.1.1.2污水提升泵房污水提升泵房与粗格栅间合建，土建按照远期50000m3/d规模设计，设备安装按照近期25000m3/d规模考虑，机泵间平面尺寸为7.5m×15.3m，地下部分深10.49m，地上部分高6.1m。近期内设3套立式潜水污水泵，2用1备（远期增加3台，届时4用2备）。单泵参数Q=778.6m3/h，H=18.5m，N=55kW。为适应来水量变化，其中一台变频调速。根据吸水池液位控制水泵开停台数。污水泵的开停控制及调速均根据吸水池液位进行。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告污水处理厂工程设计为便于污水泵的安装及检修，在格栅间及泵房机泵间设电动单梁悬挂起重机一套，T=3t，LK＝10m。1.1.1.1细格栅间本工程新建细格栅一座。主要设计参数如下：数量：1座设计流量：近期Q=1531.25m3/h过栅流速:V1=0.9m/s栅条间距：e=3mm设备尺寸：D=1300mm格栅水平面倾角：a=70°栅前水深：1.25m除渣机类型：回转式格栅除污机细格栅设计规模近期2.5万m3/d,变化系数1.47，远期5.0万m3/d，变化系数1.38。细格栅间近期共设2套机械格栅,1用1备。每个格栅设一过水渠道，渠宽1400mm，为了格栅检修，在每个过水渠道的格栅前后各设1套1300×1500m不锈钢渠道闸门，共计6套，配手电两用启闭机。清除的栅渣经无轴螺旋输送机后外运，无轴螺旋输送机设备参数为：D=260mmL=8mN=1.5Kw。设细格栅与曝气沉砂池合建，平面尺寸36×12.6m，做为格栅的操作和检修场所。细格栅间内设1台电动桥式起重机，设备参数为起重量T=3tLk=9mP=2X0.4Kw。格栅除污机控制按照时间程序及格栅前后液位差双重控制。1.1.1.2曝气沉砂池曝气沉砂池用于除去砂粒和其它可沉淀的物质，以防止管道、泵坑、通道和曝气池的淤积和保护动作的机械设备免受磨损。在曝气沉砂池中，空气沿矩形槽的一侧引入，形成与通过池子的水流垂直的螺旋流。具有较快沉降速度的较重沙粒沉降到池底。较轻的，主要是有机颗粒呈悬浮状态流过池子。旋转和搅拌速度控制欲去除的给定相对密度的颗粒尺寸。如果速度过大，砂将被载带出沉砂池；如果太小，有机物将与砂一道去除。有幸的是，空气量是容易调节的。经过适当的调节，几乎可以达到100%的去除率，而且砂可被很好的洗净。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告污水处理厂工程设计沉砂池水力水力停留时间按合流制进行校核。曝气沉砂池主要设计参数如下：数量：设2座沉砂池单池设计流量：Q=1531.25m3/h单池尺寸：15×3.6×2.5m沉砂池水力停留时间：5.5min.主要设备参数：A、排砂泵设备数量：2台（每池一台）设备参数：Q=22m3/hN=1.4KWB、鼓风机及配套设备设备数量：数量2台（每池一台）设备参数：Q=7.2m3/min排放压力0.49kpaP＝9.15KwC、砂水分离器设备数量：数量1台设备参数：Q=30l/sP=0.5KwD、双槽吸砂桥设备数量：数量1台设备参数：L=9000N=2X0.37KW1.1.1.1改良AAO生化池主要设计参数如下：功能:在适宜的条件下，利用生物池中大量繁殖的活性污泥中微生物完成降解水中有机污染物质、脱氮及除磷作用，以达到净化水质的目的。结构形式:钢筋混凝土矩型水池单池尺寸:L×B×H=77.5×29.7×7.2m数量:2座参数:总设计流量:Q=25000m3/d单池设计流量:Q=12500m3/d单池有效池容:V=13127.74m3169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告污水处理厂工程设计其中平氧段容积：厌氧段容积：缺氧段容积：好氧段容积V=1323.24m3V=1323.24m3V=2724.12m3V=9080.46m3总有效池容:V=28902.12m3总泥龄:SRT=17d污泥负荷:F/M=0.054576kgBOD/kgMLSS产泥率:Y=1.21255kgSS/kgBOD平均剩余产泥量:G=4895.818442kgss/d最大流量下停留时间:T=17.15h混合液悬浮固体浓度:MLSS=4000mg/l标准状况下最高时需氧量:342.6198kgO2/h控制方式:空气量可根据池内的溶解氧监测值，通过管内压力实现对鼓风机风量的调节。（2）主要设备A.充氧设备类型:管式曝气器数量:348根规格:L=2.0mDN100氧转移效率30%B．垂直搅拌器类型潜水垂直搅拌器数量:共8台，平氧、厌氧、缺氧段每格一台参数N＝7.5kWC．内回流泵类型:用于混合液内回流数量:4台参数:单泵流量Q=766m3/h扬程H=1m功率N=10kW169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告污水处理厂工程设计1.1.1.1二沉池（1）构筑物功能：对生化处理后的混合液进行固液分离，以保证出水水质结构型式：周边进水、周边出水辐流式沉淀池池数：2座设计参数：单池设计流量Qmax＝14000m3/d表面负荷q=1.23m3/m2.hr沉淀时间3.5hr池直径D=28m池边水深H=4.7m（2）主要设备A．刮吸泥机设备类型：单管式吸泥机设备数量：2台设计参数：D=28m控制方式：连续运行，由PLC自动显示工作状况并遥控或现场手动控制开停材质：水下部分为不锈钢，水上部分为热浸镀锌钢B．溢流出水堰设备类型：三角出水堰设备数量：2套设计参数：堰负荷4l/m·s单池堰长：78m材质：铝合金（或不锈钢）1.1.1.2紫外线消毒池紫外线消毒系统布置采用渠道形式，内置由紫外线灯管构成的紫外灯模块。并附带灯管的在线自动清洗系统利用紫外线-C波段(即杀菌波段，波长180nm～380nm)破坏水体中各种病毒和细菌及其它致病体中的DNA结构，使其无法自身繁殖，达到去除水中致病体的目的。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告污水处理厂工程设计紫外模块安装于开放式紫外消毒明渠中,为室内安装运行设计。紫外光灯管排架排列于明渠中，紫外灯管与水流方向一致平行排放，且灯管间排列间距均等，保证在明渠中的紫外灯管模块组中每一点有均匀的紫外光量以保持稳定的灭菌效果。在一条明渠内设有1个模块组，一个模块组含有7个模块，每个模块8根灯管，共56根灯管，另一条进去作为超越渠，远期预留明渠一条。为了维修方便和防止设备长期雨淋日照保证设备的使用寿命和外观颜色，镇流器柜及电控柜均安装在水渠上方的设备亭内。控制方式为连续运行，由PLC显示工作状态，遥控或现场手动控制开停。紫外线消毒池主要设计参数如下：数量：1座消毒系统房屋尺寸：L×B=17.1×7.2m1.1.1.1加药间加药间的设计是为污水化学除磷处理提供絮凝剂（精致硫酸铝）。加药点：生化池出水堰处。结构形式:地上式框架结构。数量:1座尺寸:L×B=22.8m×8.4m参数：污水加药处理流量25000m3/d运行方式：污水加药根据需要可以连续投加。加药为流量比例控制投加。主要设备设备类型：隔膜计量泵规格：Q=0.5m3/hN=0.75Kw（2台）Q=630L/hN=0.75Kw（2台）Q=160L/hN=0.75Kw（2台）设备类型：耐腐蚀液下泵规格：Q=10m3/h;N=0.75Kw（3台）1.1.1.2鼓风机房鼓风机房主要向生化池提供空气，以保证后续处理系统的正常运行。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告污水处理厂工程设计鼓风机房共设罗茨鼓风机3台，2用1备，配套变频装置，以达到节能效果。鼓风机房机械间平面尺寸10.9m×7.8m，高度H＝6.5m。鼓风机单机参数为：Q=51m3/min，风压H＝7.0mH2O，N=110Kw。鼓风机房内设置电动桥式起重机，设备参数：T=2tLk=5m。鼓风机配套提供进口过滤器、进口消音器、出口消音器等。1.1.1.1污泥贮池及污泥浓缩脱水间1）污泥贮池圆形单池尺寸直径10m，有效水深3.5m。污泥贮池内设潜水搅拌机及曝气管各1套，潜水搅拌机功率N=2.0Kw。用于贮存生化池的剩余污泥，通过剩余污泥泵输送至本污泥贮池。污泥池上设有1条DN200的剩余污泥进泥管，一条DN200的溢流管。2）污泥浓缩脱水间本工程进入污泥脱水间的污泥量为27.94m3/h，污泥含水率为99.27%，污泥干固体总量4895.82kg/d。设污泥浓缩脱水间一座，用于本工程产生的污泥进行浓缩脱水。污泥浓缩脱水间平面尺寸30m313.5m，设有两套偏心单螺杆泵用于向污泥浓缩脱水一体机投泥，单泵参数Q=30m3/h，H=0.2MPa,N=11Kw，污泥泵的开停根据污泥池液位控制。每套污泥泵设置单独的进泥管和出泥管，泵进、出口设有DN100的手动偏心柱塞阀，在出泥管上设有用于计量污泥量的DN100的电磁流量计。采用两台离心浓缩脱水一体机（1用1备）。离心脱水机单机处理能力为30m3/h；经过脱水后，泥饼含水率在80%以下，日产泥饼体积为30m3左右。脱水后泥饼将运至汪清县垃圾填埋厂填埋，运距在3公里左右。3）加药装置污泥离心浓缩脱水一体机的药剂采用聚丙烯酰胺高分子絮凝剂，投加量按3～6kg/吨干污泥计算，每日耗药量为20～30kg。药剂调制浓度按0.5%考虑，稀释后的投加浓度按0.1～0.2%考虑。按照每日24小时工作考虑，稀释后（浓度按0.1%考虑）的投加量为1～1.5m3/h。设有药剂自动调制装置1套离心浓缩脱水一体机投药，调制浓度按0.5%计算，调制能力4m3/h。设两套投药泵，采用偏心螺杆泵，单泵投加能力Q=1～2m3169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告污水处理厂工程设计/h，H=0.2MPa，N=1.5Kw,每套投药泵的出口设有药剂稀释装置，将0.5%浓度的药剂稀释成投加浓度0.1～0.2%的药剂，送入药剂投加点。4）、污泥输送系统设置水平无轴螺旋输送器及倾斜无轴螺旋输送器各一套，用于输送脱水后的泥饼。水平无轴螺旋输送器参数Q=5m3/hN=1.5Kw，倾斜无轴螺旋输送器参数Q=5m3/hN=1.5Kw，将泥饼输送至污泥转运间，在污泥转运间装车外运。5）、其他考虑到设备安装及维修方便，污泥脱水间内设起重量为5T的电动单梁悬挂起重机一套。整个污泥脱水系统的管道采用不锈钢管，投药管采用给水UPVC管，排水管采用排水UPVC管。1.1.1.1消防水池及泵房消防水泵房为半地下式，泵房平面尺寸：5.4×3.6m；地下部分深2.7m，地上部分层高4.0m。泵房内设有2台消防水泵，1用1备，流量为Q=64m3/h，扬程H=31m。消防水池为地下式，平面尺寸：9.0×5.4m。1.1.1.2污泥投配泵房污泥投配泵房内设置污泥回流泵和剩余污泥泵。地下部分深3.88m，内设3台潜污泵用于生化池污泥回流，2用1备，单泵参数Q=521m3/h，H=5.5m。配套电机功率N=30Kw。还设置有2台用于运送剩余污泥的潜污泵。1用1备，单泵参数Q=28m3/h，H=8m。对应各泵出口设置双偏心法兰蝶阀及微阻缓闭止回阀。为便于水泵的安装及检修，设置手动葫芦一套，T=1t。1.1.1.3除臭设计A、除臭通风量计算1．污泥浓缩脱水间对污泥处理间进行了除臭设计，采用局部密封罩，换气量2751.84m³/h。2.粗格栅及污水提升泵房169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告污水处理厂工程设计对粗格栅及污水提升泵房进行了除臭设计。粗格栅及污水提升泵房包括格栅间和提升泵房：格栅间的换气次数5次，换气量1372.00m³/h；提升泵房的换气次数5次，换气量5746.95m³/h，总换气量7118.95m³/h。3．细格栅及涡流沉砂池对细格栅及涡流沉砂池进行了除臭设计。换气次数5次，换气量12902.40m³/h。B、生物滤池的选择根据计算知总换气量22773.19m³/h，设计生物滤池SCZ-23000一套，处理能力23000m³/h。C、生物滤池基本参数数量：1座每套处理能力：23000m3/h每套预洗池尺寸：L×B×H=9.4×1.4×2.2m3每套塑料填料：6.0m3(￠50，填料高度0.5米，RPP)每套生物滤池尺寸：L×B×H=9.4×11.9×2.2m3每套生物填料：111.9m3(填料高度1.0米，有机无机混合填料)每套生物滤池设备配置离心风机：2台(一用一备)功率：30Kw功能：用于将臭气从气源输送到生物滤池循环水泵：2台(一用一备)功率：3.0Kw功能：用于预洗池用水的循环使用喷淋水泵：1台功率：2.2Kw功能：用于生物滤池的喷淋D、生物除臭间生物滤池布置在除臭用房内，除臭用房长21.6米，宽15.3米。169 汪清县县城污水处理工程可行性研究报告污水处理厂工程设计E、管道材料除臭通风管采用有机玻璃钢管，有机玻璃钢管与其它管材相比具有耐腐蚀性好；耐热性，抗冻性好；自重轻，强度高，运输方便等特点，因此，除臭通风管道及管件采用有机玻璃钢板制作，法兰连接。壁厚及法兰见下表：有机玻璃钢风管板材厚度表（mm）圆型风管直径D和矩型风管长边尺寸b壁厚D(b)≤2002.5200